| Titre : | Etude des propriétés spectroscopiques et structurales des ions terres rares dans les verres à base d’oxydes lourds |
| Auteurs : | Bedra Abdelhakim, Auteur ; Mohamed Toufik Soltani , Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2023 |
| Format : | 1 vol. (137 p.) / couv. ill. en coul / 30cm |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Verres d’oxyde d’antimoine, propriétés thermiques, densité, coefficient de dilatation thermique, module élastiques, spectroscopie vibrationnelle IR, spectr Erbium, spectroscopie optique, les paramètres Judd-Ofelt, luminescence, déclin de luminescence |
| Résumé : |
L'objectif de cette thèse est de préparer et d'étudier les propriétés optiques et spectrales de différentes compositions de verre d'oxyde d'antimoine dopé des ions de terres rares. Le travail effectué lors de cette étude a été principalement l'effet de la concentration en oxyde de Bismuth (Bi2O3), pour les systèmes verriers étudiés dans ce travail, qui sont les suivants : (80-x) Sb2O3-10WO3-10Li2O.-(x) Bi2O3- Er0.25 ; pour x = 0.25, 0.5, 1, 1.5 et 2 mol. Les échantillons des verres sont élaborés par la technique de trempe a l’état fondu et soumis à des mesures variées ont été déterminées. Il s’agit de calculer les paramètres physiques comme, la densité, l’énergie du gap optique Eopt, énergies d’Urbach. Aussi les propriétés thermiques de ces verres ont été étudiées à partir des mesures de calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Ainsi que, les propriétés structurales et optiques déterminées par spectroscopie vibrationnelle (FTIR), spectroscopie d’absorbtion dans le domaine UV-Vis et proche infrarouge respectivement. Afin d’avoir une meilleure idée sur l’effet du Bi2O3, des mesures de luminescence et de déclin de fluorescence pourraient s’avérer riches en informations. Nous allons caractériser la bande d’émission à 1.5 µm par spectrométrie d'absorption et de fluorescence. La section efficace d'émission a été estimée par les deux méthodes de McCumber et de Fuchtbauer-Ladenburg ; sont également envisagées dans cette étude. En appliquant la théorie Judd-Ofelt, nous avons déterminé de certaines propriétés spectroscopiques de base et calculé des paramètres radiatifs, tandis que l'étude spectroscopique de l'ion Er3+ dans ce verre montre une bonne corrélation entre les propriétés radiatives théoriques déterminées per la méthode de judd-ofelt et les propriétés radiatives expérimentales. Ces verres très stables, possèdent section efficace d’émission, la largeur de bande effective (∆λeff=90.5 nm), largeur à mi-hauteur (FWHM=86.48 nm),du gain des verres ( |
| Sommaire : |
Introduction générale ..1 Références....5 Chapitre I : Généralités sur les verres I.Introduction ……………………6 II. L'évolution du verre à travers l'hi…..…...…….....7 III. Le concept de solide amorphe…………………………………...8 III.1. Les différents états de la matière………...… ……….8 III.2. Définition du verre………………………………………..9 III.3. La transition vitreuse……………………………………………10 III.4. Fabrication des verres……………… ……………….12 IV.Différentes familles des verres…………………… ……………….12 IV.1 Verre naturel……………………………… ……12 IV.2Verre artificiel……………..….13 IV.2.1 Verres d’halogénures..13 IV.2.2 Verres métalliques.....13 IV.2.3 Verres de chalcogénures.14 IV.2.4 Verres d’oxydes.......14 IV.2.4.1 Verre de silice .15 IV.2.4.2 Verre borates…..15 V.IV.2.4.3 Verres de sodocalssique.....16 IV.2.4.4 Verres de germanium....16 IV.2.4.5 Verre de phosphate.17 V. Verre d'oxydes lourds............17 V.1 Théories structurales des verres d’oxydes.....17 V.1.1 Critère de GOLDSMITH ...17 V.1.2 Règles de Zachariasen...18 V.1.3 Classements principales de Zachariasen...19 V.2. Les verres d’antimoine comme matrice hôte.......20 V.2.1Structure l’oxyde d'antimoine Sb2O3……….....21 V.2.2 L'oxyde de Bismuth Bi2O3.......22 V.2.3 Le trioxyde de Tungstène WO3.......24 V.2.4 L'oxyde de lithium Li2O..26 VI. Application du verre pour l'amplification optique.........27 VI.1 Historique......27 VI.2. Principe de l'amplificateur optique à fibre......27 VI.3 Amplificateur optique à fibre.28 VI.4 Bruit dans les amplificateurs à fibre dopée .....29 VI.5 Amplificateur à fibre dopée à l'erbium...............30 VI.6 Amplificateurs à effet Raman……………………………………………...……...…….31 VII. spectroscopiques des ions terres rares.......31 VII.1. Configuration électronique..32 VII.2. L’ion Erbium (Er3(...33 VII.3. Transitions optiques entre niveaux des terres rares.....34 VII.3.1Transitions radiatives..35 VII.3.2 Mécanismes de désexcitation non radiative.....36 VII.3.2.1Relaxation multiphonon..36 VII.3.2.2Transfert d’énergie.36 VII.4. La théorie de Judd-Ofelt..37 VII.4.1 Les forces d’oscillateurs dipolaires électriques expérimentales (DE)..38 VII.4.2 Transitions dipolaires magnétiques(DM)....39 VII.4.3 Qualité de l’ajustement.40 VII.4.4 Probabilité d’émission radiative....40 VII.4.5 Durée de vie radiative..40 VII.4.6 Rapport de branchement41 VII.4.7 Rendement quantique.41 VII.5. Section efficace d’émission.41 VII.5.1 Méthode de Füchtbauer-Ladenburg.........42 VII.5.2 Méthode de réciprocité Mc-Cumber………………………………………….…….42 Bibliographie du chapitre.I43 Chapitre II : Synthèse et techniques expérimentaux I.Introduction.......47 II. Étude expérimentale..........47 II. 1 Synthèse des verres....48 II. 1.1 Produits de départ commerciaux.................48 II. 1.2 Choix du creuset………………………………………………………...………48 II. 1.3 Protocole de fabrication des verres.........49 II.1.3.1 Calcul des masses ...........50 II.1.3.2 La fusion de verre51 II.1.3.3 Recuit du verre51 II.1.3.4 Polissage de verre..52 II. 2. Techniques de caractérisation.53 II.2.1 Techniques de caractérisation thermique.........54 II.2.1.1 Calorimétrie Différentielle à Balayage (DSC)..54 II.2.1.2 Principe expérimental de mesure de Tg, Tx, Tp, Tf..55 II.2.2. Techniques de caractérisation structurale.......56 II.2.2.1 Diffraction aux rayons X (DRX(..........57 II.2.2.2. Spectroscopie infrarouge.........58 II.2.3.Techniques de caractérisation optique.......59 II.2.3.1 Spectroscopie d’absorption UV-Visible.........59 II.2.3.2 Mesures de photoluminescence et de déclin de fluorescence........................60 II.2.4.Paramétrés physiques..62 II.2.4.1 Masse volumique.62 II.2.4.2 Volume molaire..63 II.2.4.3. concentration en ions dopants..........63 II.2.5 Modules Elastiques..63 II.2.5.1 Définition.....63 II.2.5.2 Calcul des modules élastiques...64 II.2.5.3 Principe expérimental64 Bibliographie du chapitre II......67 Chapitre III : Propriétés physique et optique des verres .......... I. Introduction …………..68 II. Préparation des échantillons .....69 III. Propriétés des verres ……..70 III.1 Propriétés Mécaniques ……………..70 III.1.1 Masse volumique …………………..70 III.1.2 Modules élastiques………………72 III.2 Propriétés thermiques….75 III.3 Propriétés structurales …………………………………………………………....….77 III.3.1 Diffraction des rayons X …………………………… ......……..………………..77 III.3.2 Spectroscopie infrarouge ……………………. ………......................………….79 III.3.3 Spectroscopie infrarouge de transmission…………………… ......……..………84 III.4. Propriétés optiques……………………………………………………………..........87 III.4.1 Introduction………………………………………………… ...………………...87 III.4.2 Spectroscopie UV-Visible d’absorption………………………… ……………...88 III.4.3 Détermination du gap optique…………………………… ...….....…...………...89 III.4.4 Détermination de l’indice de réfraction………………………… ………………94 IV.Conclusion………………………………………..………………….……………… ...….95 Bibliographie du chapitre III..96 .... Chapitre IV : Etude spectroscopique de l’ion Er3+ dans les verres SWL(x)Bi Er0.25 1. Introduction…………………………………………………………….......……………..roscopies des verres SWL(x)Bi Er0.25……………………...…………..99 II.1 Spectroscopie d’absorption…….….100 II.2 Analyse de Judd-Ofelt…………………..102 II.2.1 Détermination des paramètres Judd-Ofelt……104 II..22 Calcul des paramètres de Judd-Ofelt………106 transition de la bande 1.5 µm …….112 transition de la bande 976 nm….113 Le facteur de qualité spectroscopique χ.114 II.2.3 Calcul des paramètres radiatifs……...……………………….….......…….……115 La section d'efficace d'émission intégrée ()……...…...……………………118 III .Conclusion…………….………...…………………………………………….…….119 Bibliographie du chapitre IV..120 Chapitre V : Etude de la luminescence des verres SWL (x) Bi Er0.25 I.Introduction………………………………………………………………….……………..123 II. Photoluminescence (PL) émission spectra…………………………………………….....124 III. La théorie de réciprocité Mc-Cumber……………………………………………….......130 IV. Le coefficient de gain optique G (λ)…………………………………………...………..131 V. Déclin de fluorescence…………………………………………………………………..132 VI. L’émission dans le visible : le processus ‘d’Up Conversion………......………………..135 VII.Conclusion………………………………………………………………………………136 Bibliographie du chapitre V..137 Conclusion générale…………………… ……….140 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/view/creators/Bedra=3AAbdelhakim=3A=3A.html |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TPHY/131 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
