Vidros magneto-ópticos e fibras ópticas com alta constante de verdet

Abstract

Este projeto visa estudar novas composições de vidros e vitrocerâmicas com excelentes propriedades magneto-ópticas adequadas para serem transformadas em fibras multimodo e monomodo. As composições serão baseadas principalmente em germano-borato combinado a outros produtos químicos e devem conter altos teores de terras raras (Tb, Gd, Dy) ou nanopartículas magnéticas para atingir altas constantes de Verdet. A estabilidade térmica dos novos vidros será um parâmetro crucial para permitir a obtenção das fibras usando o processo de trefilação. Os vidros serão preparados pelo processo clássico de têmpera por fusão e as vitrocerâmicas serão obtidas por duas rotas diferentes, incluindo tratamento térmico controlado das composições de vidro selecionadas e pela adição de nanocristais durante a fusão. Tanto os vidros quanto as vitrocerâmicas serão estudados com relação às suas propriedades térmicas, estruturais e ópticas usando técnicas específicas disponíveis no Instituto de Química da UNESP e nas instalações do CNPEM e com nossos colaboradores no Brasil e no exterior. Por fim, fibras magneto-ópticas serão obtidas usando as composições termicamente mais estáveis usando duas metodologias diferentes com a intenção de obter fibras multi e monomodo. As fibras serão caracterizadas quanto às propriedades magneto-ópticas e perdas ópticas na faixa do visível ao infravermelho próximo.

This project aims to study new compositions of glasses and glass-ceramics with outstand magneto-optical properties suitable to be transformed in multi and single-mode fibers. Compositions will be based mainly on germano-borate combined to other chemicals and must contain high rare earths contents (Tb, Gd, Dy) or magnetic nanoparticles to achieve high Verdet constants. The thermal stability of the new glasses will be a crucial parameter to enabling the obtention of the fibers using the drawing process. The glasses will be prepared by classical melt-quenching process and the glass-ceramics will be achieved by two different routes, including controlled thermal treatment of the selected glass compositions and by addition of nanocrystals during the melting. Both glasses and glass-ceramics will be studied with respect to their thermal, structural and optical properties using specific techniques available at the Institute of Chemistry at UNESP and also at the CNPEM facilities and with our collaborators in Brazil and abroad. Finally, magneto-optical fibers will be obtained using the most thermically stable compositions using two different methodologies intending to obtain multi and single-mode fibers. The fibers will be characterized regarding the magneto-optical properties and optical losses in the range from the visible to near infrared.