vidros teluretos

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vidros teluretos

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  • Universidade Estadual de Maring

    Ps-Graduao em Fsica

    Kelly Christine da Silva

    ESTUDO DAS PROPRIEDADES TERMO-PTICAS DE VIDROS

    TELURETOS E CALCOGENETOS EM FUNO DA

    TEMPERATURA E DO COMPRIMENTO DE ONDA

    Orientador: Prof. Dr. Antonio Medina Neto

    Maring PR, Abril de 2006

  • II

    Se tiveres f como um gro de mostarda, direis a esta amoreira: Desarraiga-te daqui, e planta-te no mar; e ela vos obedeceria.

  • III

    Dedico esta dissertao aos meus pais Augustinho e Ins pelo amor, compreenso e incentivo aos estudos.

  • IV

    Agradecimentos

    Primeiramente Deus; As minhas irms Joicilene e Tnia, e aos meus cunhados Fernando e Jnior

    pelo carinho e companheirismo;

    Aos meus eternos amigos Gisele, Breno, Elizandra, Francielle, Ivan e Manoel pelo carinho e amor e que sem os quais eu no teria concludo mais esta

    etapa;

    Ao Prof. Dr. Antonio Medina Neto, pela sua orientao, ateno, amizade durante a realizao deste trabalho, pela pacincia e principalmente por sua

    compreenso e por ter acreditado em mim;

    Aos Professores Antnio Carlos Bento, Jos Roberto Dias Pereira e Mauro Luciano Baesso e aos colegas do Grupo de Estudos e Fenmenos

    Fototrmicos (GEFF/DFI), especialmente os doutorandos Otvio, Alysson e

    Franciana pelo apoio e incentivo;

    Aos Profs. Paulo Toshio Udo (DFI/UEM), Sandro M. Lima e ao grupo Optoelectronics Research Center (University of Southampton) - Inglaterra, ao

    Prof. Keizo Yukimitu e demais componentes do Grupo de Vidros e Cermica

    (UNESP) Ilha Solteira - SP, pelas amostras fornecidas e pelas discusses

    essenciais a este trabalho;

    Akiko, secretria da ps-graduao, pela amizade e dedicao; todos que contriburam de uma forma direta ou indireta neste trabalho; s agencias de fomento CNPq, Capes e Fundao Araucria pelo suporte

    financeiro.

  • V

    SUMRIO

    NDICE DE FIGURAS .......................................................................................................................................VI NDICE DE TABELAS ......................................................................................................................................... X RESUMO .............................................................................................................................................................XI ABSTRACT ....................................................................................................................................................... XII CAPTULO 1....................................................................................................................................................... 13

    INTRODUO..................................................................................................................................................... 13 CAPTULO 2 ASPECTOS TERICOS ...................................................................................................... 16

    2.1 - CAMINHO PTICO E COEFICIENTE TRMICO DO CAMINHO PTICO ............................................................. 16 2.2 COEFICIENTE DE EXPANSO TRMICA....................................................................................................... 17 2.3 - NDICE DE REFRAO ................................................................................................................................ 20

    2.3.1 Dependncia do ndice de refrao com a freqncia........................................................................ 24 2.3.2 Dependncia do ndice de refrao com a freqncia para energias prximas ao band gap........ 27 2.3.3 Dependncia com a temperatura ........................................................................................................ 31

    2. 4 COEFICIENTE TRMICO DO NDICE DE REFRAO..................................................................................... 33 CAPTULO 3 INTERFEROMETRIA PTICA........................................................................................... 38

    3.1 - INTERFERNCIA DE DUAS ONDAS MONOCROMTICAS ............................................................................... 39 3.2 - INTERFERNCIA DE DOIS FEIXES EM UMA PLACA DE FACES PARALELAS .................................................... 42 3.3 INTERFERNCIA DE MLTIPLOS FEIXES ..................................................................................................... 44

    CAPITULO 4 MONTAGEM EXPERIMENTAL ....................................................................................... 48 4.1 - EQUIPAMENTO EMPREGADO PARA MEDIDA DO dTdS / EM FUNO DA TEMPERATURA E COMPRIMENTO DE ONDA............................................................................................................................................................ 48 4.2 - EQUIPAMENTO EMPREGADO PARA MEDIDA DO NDICE DE REFRAO EM FUNO DO COMPRIMENTO DE ONDA................................................................................................................................................................. 51 4.3 - EQUIPAMENTO EMPREGADO PARA A OBTENO DO ESPECTRO DE ABSORO........................................... 57

    CAPITULO 5 - AMOSTRAS MEDIDAS ......................................................................................................... 61 5.1 - FLUORETO DE LTIO ................................................................................................................................. 61 5.2 - VIDRO TELURETO..................................................................................................................................... 62 5.3 - VIDROS CALCOGENETOS .......................................................................................................................... 62

    CAPITULO 6 RESULTADOS E DISCUSSO............................................................................................. 64 6.1 FLUORETO DE LTIO (LIF)......................................................................................................................... 64 6.2 VIDROS TELURETOS E CALCOGENETOS .................................................................................................... 73

    7. CONCLUSO ................................................................................................................................................. 87 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................................................................. 89

  • VI

    ndice de figuras Fig. 2.1 Mecanismos bsicos de polarizao de um meio material........................22

    Fig. 2.2 (a) Efeito de campo eltrico E sobre as cargas num tomo; (b) modelo

    simplificado de tomo sob ao de campo eltrico............................................24

    Fig. 2.3 - Comportamento da parte real () e imaginria () da constante dieltrica em funo de /0, calculada a partir da eq. (2.25) com = 0,10. No detalhe mostramos uma regio de disperso normal. ....................................................26

    Fig. 2.4 - Orientao de um momento de dipolo em um campo E .. .........................31

    Fig. 3.1 - Placa de faces paralelas iluminada por um feixe de luz monocromtico que

    interfere no ponto P............................................................................................42

    Fig. 3.2 - Onda monocromtica sofrendo vrias reflexes internas. .........................44

    Fig. 3.3 - Intensidade em funo da diferena de fase [25].. .......................................46

    Fig. 4.1 - Esquema do equipamento utilizado para determinao de dTdS / em

    funo da temperatura e comprimento de onda.................................................48

    Fig. 4.2 - Sinal no fotodiodo em funo da temperatura devido ao deslocamento das

    franjas de interferncia. Sinal obtido para a amostra de LiF, com espessura de

    1,99 mm em =632,8 nm e taxa de aquecimento de 1K/min. ...........................49

    Fig. 4.3 m em funo da temperatura para a amostra LiF (Fluoreto de Ltio), obtido

    a partir da figura 4.2. ..........................................................................................50

    Fig. 4.4 Interfermetro de Michelson-Morley (modificado) utilizado para as medidas

    do ndice de refrao em funo do comprimento de onda ...............................52

    Fig. 4.5 Caminho ptico do feixe laser (a) que atravessa a amostra e (b) da

    referncia ...........................................................................................................53

  • VII

    Fig. 4.6 Nmero de franjas em funo do ngulo de rotao para os vidros GLSO e

    TeLi com espessura de 1,07 mm e 0,847 mm, respectivamente para = 514,5 nm. A linha continua representa o ajuste da equao ( )11.4 .............................55

    Fig. 4.7 - Nmero de franjas por 2sin para o vidro GLSO em (a), sem correo do ngulo e em (b), com correo do ngulo..........................................................56

    Fig. 4.8 Nmero de franjas em funo do ngulo de rotao para a amostra de

    quartzo vtreo .....................................................................................................57

    Fig. 4.9 - Arranjo experimental da Espectroscopia Fotoacstica para medidas in

    vitro. ..................................................................................................................58

    Fig. 4.10 - Detalhe da clula fotoacstica para medidas in vitro. ............................59

    Fig. 4.11 - Arranjo experimental da Espectroscopia Fotoacstica para medidas in

    vitro atravs de transmitncia, em funo do comprimento de onda e

    temperatura..............................