Enseñanza

 

Luminiscencia up–convertida de iones TR³⁺

 

A. Lira–Campos¹ y M. Mayorga–Rojas²

 

¹ Unidad Académica Profesional UAEM Nezahualcóyotl, Universidad Autónoma del Estado de México, Av. Bordo de Xochiaca S/N, Col. Benito Juárez, 57000, Nezahualcóyotl, Estado de México, México, Tel: 01 (55) 5112–6372, Ext. 7918; Fax: 01 (55) 5112 6426 e–mail: zoali@prodigy.net.mx

² Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma del Estado de México, Av. Instituto Literario 100, Toluca 50000, Estado de México, México, Tel: 01 (722) 296 5556; Fax: 01 (722) 296 5554 e–mail: mmr@uaemex.mx

 

Recibido el 1 de febrero de 2011.
Aceptado el 13 de junio de 2011.

 

Resumen

En el escenario del inminente desarrollo de la tecnología fotónica, las aplicaciones de la luminiscencia up–convertida desplegada por los iones trivalentes de tierras raras (iones RT³+) son especialmente relevantes. Desde la producción de dispositivos láser compactos de estado sólido en el visible, pantallas de alta brillantez, relevadores ópticos hasta materiales para enfriamiento óptico. El presente trabajo pretende proporcionar información práctica sobre el proceso de conversión de frecuencia del infrarrojo al visible y algunas posibilidades de aplicación en la tecnología fotónica.

Descriptores: Luminiscencia up–convertida; estado sólido; iones RT³⁺; tecnología fotónica.

 

Abstract

In the scenario of the imminent development of photonics technology, up–converted luminescence applications displayed by the trivalent rare earth ions (RT³+ ions) are especially relevant. From the production of compact solid–state lasers in the visible, high brightness displays, optical relays to materials for optical cooling. The present work aims to provide practical information on the process of frequency conversion from infrared to visible light and some possibilities of application in photonics technology.

Keywords: Up–converted luminiscence; solid–state; RT³⁺ions; photonics technology.

 

PACS: 78.55Hx

 

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Referencias

1. B. Henderson, G.F. Imbusch, Optical Spectroscopy of Inorganic Solids (Claredon Press–Oxford, Great Britain, 1989) p.p. 387–406, 174,78–145.         [ Links ]

2. L.F. Johnson, H.J. Guggenheim, Appl. Phys. Lett. 172 (1971) 44.         [ Links ]

3. A. Lenth, R.M. MacFarlane, J.Lum. 45 (1990) 346–350.         [ Links ]

4. O.G. Gardens, Trends in Optical Materials (Nova Science Publisher, USA, 2007) p.p. 91–112.         [ Links ]

5. G. Yi, C. Lu, H. Lu, S. Zhao, Y. Ge, W. Yang, D. Chen, L.H. Guo, Nano Lett. 4 (2004) 2191–2196.         [ Links ]

6. B.R. Judd, Phys. Rev. 127 (1962) 750.         [ Links ]

7. G.S. Ofelt, Chem. Phys. 37 (1962) 511–520.         [ Links ]

8. S. Hüfner, Optical Spectra of Transparent Rare Earth Compounds (Academic Press, USA, 1978) p.p. 115–135.         [ Links ]

9. C. Kittel, Introducción a la física del estado sólido, Ed. 2a (Reverte, Espana, 1975–1976) p.p. 165–206.         [ Links ]

10. M. Göppert–Mayer, Annalen der Physik 9 (1931) 273–294.         [ Links ]

11. W. Kaiser, C.G.B. Garrett, Phys. Rev. Lett. 7 (1961) 229–231.         [ Links ]

12. P.A. Franken, A.E. Hill, C.W. Peters, G. Wienriech, Phys. Rev. Lett. 7 (1961) 118–120.         [ Links ]

13. S. Guy, M.F. Joubert, B. Jacquier, M. Bouazaoui, Phys. Rev. B 47 (1993) 11001–11006        [ Links ]

14. T. Chuang, H.Verdun, IEEE J. Quantum Electron. 32 (1996) 79.         [ Links ]

15. F. Ramos, D. Jaque, J. García–Sole, U. Caldino G., J. Phys.: Condens. Matt. 12 (2000) L–441        [ Links ]

16. D. Jaque, O. Enguita, U. Caldino G., M.O. Ramírez, J. García–Sole, C. Zaldo, J.E. Muñoz–Santiuste, A.D. Jiang, Z.D. Luo, J Appl. Phys. 90 (2001) 561–569.         [ Links ]

17. F.E. Auzel, Materials and devices using doubled–pumped phosphors with energy transfer, Proc. IEEE 61 (1973) 758–786.         [ Links ]

18. F.K. Fong (Ed), Topics of Applied Physics, Vol 15 (Springer, Berlín, RFA, 1976) p.p. 239.         [ Links ]

19. J.P. Jouart, E.W.J. Oomen, Phys. Stat. Sol. (b) 172 (1992) 461470.         [ Links ]

20. J.K. Lawson, S.A. Payne, Phys. Rev. B 47 (1993) 14003140010.         [ Links ]

21. D. Narayana, J. Prasad, P.N. Prasad, Phys. Rev. 28 (1983) 20.         [ Links ]

22. J.L. Doualan, C. Maunier, D. Descamps, J. Landais, R. Moncarge, Phys. Rev. B 62 (2000) 4459–4463.         [ Links ]

23. D.L. Dexter, J Chem. Phys. 21 (1953) 863.         [ Links ]

24. F.E. Auzel, Upconversion processes in coupled ion systems, J. Lum. Proc. 45 (1990) 341–345.         [ Links ]

25. C. Bertini, A. Toncelli, M. Tonelli, E. Cavalli, N. Magnani, J. Lumin. 106 (2004) 235–242.         [ Links ]

26. L. Núñez, B. Herreros, R. Duchowicz, G. Linfante, J.O. Tocho, F. Cusso, J. Lum. International Conference of Luminiscence 6061 (1994) 81–84.         [ Links ]

27. W.E. Case, M.E. Koch, A.W. Kueny, J. Lumin. 45 (1990) 351353.         [ Links ]

28. F. Lahoz, I.R. Martín, V.L. Guadalupe, J. Méndez–Ramos, V.D. Rodríguez, U.R. Rodríguez–Mendoza, Opt. Mat. 25 (2004) 209–213.         [ Links ]

29. B. Di Bartolo, O. Forte (Eds), Advances in spectroscopy for lasers and sensing (NATO Science Series Vol. 231, Springer, Netherlands, 2006) p.p. 83–101.         [ Links ]

30. G. Liu, B. Jaquier, Spectroscopic Properties of Rare Earths on Optical Materials. (Springer Series in Materials Science Vol. 83 Springer, China, 2005) p.p. 130–186.         [ Links ]

31. H. Wadi, E. Pollak, J. Chem. Phys. 110 (1999) 11890–11905.         [ Links ]

32. Q. Xiang, Y. Zhou, Y.L. Lam, C.H. Kam, Y.C. Chan, S. Buddhudu, J. Mat. Scien. Lett. 19 (2000) 2139–2140.         [ Links ]

33. J. Ganem, J. Crawford, P. Schmidt, N.W. Jenkins, S.R. Bowman, Phys. Rev. B 66 (2002) 245101–245115.         [ Links ]

34. M. Pollnau, D.R. Gamelin, S.R. Luthi, H.U. Güdel, Phys. Rev. B 61 (2000) 3337–3346.         [ Links ]

35. R.W. Waynant, M.N. Ediger, Electro–Optics Handbook, Ed. 2a (McGraw–Hill, USA, 2000) p.p. 5.4.         [ Links ]

36. S. Singh, J.S. Geusic, Phys. Rev. Lett. 17 (1966) 865–868.         [ Links ]

37. G.Y. Chen, C.H. Yang, B. Aghahadi, H.J. Liang, Y. Liu, L. Li, Z.G. Zhang, J. Op. Soc. Am. B 27 (2010) 1158–1164.         [ Links ]

38. M.O. Ramírez, L.E. Bausá, A. Lira, U. Caldino, J. Mat. Sci. Lett. 21 (2002) 1517–1519        [ Links ]

39. A. Lira, M.O. Ramírez, J. García Sole, U. Caldino G., Opt. Mat. 29 (2007) 605–609.         [ Links ]

40. D. Matsuura, Appl. Phys. Lett. 81 (2002) 4526        [ Links ]

41. J.R. Souvyer, J. Grimm, M.K. van Veen, D. Biner, K.W. Kramer, H.U. Güdel, J. Lum. 117 (2006) 1–12.         [ Links ]

42. Photonic products. Sanyo Inc. (1995–2010).         [ Links ]

43. C.W. Hoyt, M. Sheik–Bahae, R.I. Epstein, B.C. Edwards, J.E. Anderson, Phys. Rev. Lett. 85 (2000) 3600–3603.         [ Links ]

44. C.W. Hoyt, M.P. Hasselbeck, M. Sheik–Bahae, R.I. Epstein, S. Greenfield, J. Thiede, J. Distel, J. Valencia, J. Opt. Soc. Am. B 20 (2003) 1066–1074.         [ Links ]

45. R.I. Epstein, M.I. Buchwald, B.C. Edwards, T.R. Gosnell, C.E. Mungan, Letters to Nature 377 (1995) 500.         [ Links ]

46. S. Hocde, S. Jiang. S., X. Peng, N. Peyghambarian, T. Luo, M. Morrel, Opt. Mat. 25 (2004) 149–156.         [ Links ]

47. P. Le Boulanger, J.–L. Doualan, S. Girard, J. Margerie, R. Moncorge, Phys. Rev. B 60 (1999) 11380–11390.         [ Links ]

48. E.A. Cornell, C.E. Wieman, Scientific American 278 (1998) 4045.         [ Links ]

49. M. Yu, F. Li, Z. Chen, H. Hu, C. Zhan, H. Yang, C. Huang, Anal. Chem. 81 (2009) 930–935.         [ Links ]

50. B.W. Garner, T. Cai, Z. Hu, M. Kim, A. Neogi, App. Phys. Exp. 2 (2009) 075001.         [ Links ]

51. N.K. Giri, D.K. Rai, S.B. Rai, J. App. Phys. 204 (2008) 113107–113111.         [ Links ]

52. V. Mahalingam, F. Mangiarini, F. Vetrone, V. Venkatramu, M. Betinelli, A. Speghini, J.A. Capobianco, J. Phys. Chem. Lett. C 112 (2008) 17745–17749.         [ Links ]

53. G.A. Mourou, C. Labaune, D.Hulin, A. Galvanauskas, J. Phys.: Conference Series 112 (2008) 032052.         [ Links ]

54. G.A. Reider, J Phys. D: Appl. Phys. 37 (2004) R37–R48.         [ Links ]

55. A. Pukhov, Rep. Prog. Phys. 66 (2003) 2847.         [ Links ]