Desarrollo de nuevos láseres de estado sólido basados en colorantes orgánicos incorporados en matrices sólidas

Résumé

En esta Memoria se presenta un estudio detallado de las propiedades fotofísicas y de emisión láser de diversos colorantes en disoluciones líquidas y en matrices poliméricas. Por lo que respecta a la caracterización fotofísica, se han registrado espectros de absorición UV-Vis y de fluorescencia y curvas de decaimiento fluorescente, y se han determinado en algunos casos secciones de absorción y emisión estimulada, los rendimientos cuánticos de fluorescencia y fotodegradación y la absorción saturable. En los estudios láser, se determinaron los espectros de emisión láser, las eficiencias de conversión y la fotoestabilidad bajo irradiación láser utilizando como bombeo láseres pulsados con emisión en la región verde del espectro. En algunas de las muestras se estudió la fotoestabilidad en el régimen de bombeo de los multi-kHz. También se evaluó el intervalo de sintonización de las distintas muestras incorporadas en una cavidad sintonizable. Los colorantes que se han utilizado en los estudios que se presentan, son análogos del colorante Pirrometeno 567, con sustituyentes tanto alifáticos como aromáticos en la posición 8 (meso) del cromóforo. Los colorantes 8-akqyuk duourrinetebi-BF2 tienen en la posición 8 una cadena polimetilénica de longitud variable. Los colorantes 8-aril dipirrometeno-BF2 cuentan con una cadena polifenilénica de longitud variable en la posición meso. Los resultados obtenidos en estos estudios se han analizado basándose en la estructura del colorante, su concentración en las muestras, la naturaleza del entorno y otros parámetros como la velocidad y la energía del bombeo láser. Con el objetivo de cubrir con emisión láser de los nuevos materiales una zona espectral desde el verde hasta el rojo, así como de ampliar los intervalos de sintonización, se investigó el uso de mezclas de colorantes adecuadas. Las propiedades de emisión láser de estas mezclas se evaluaron en un primer momento en medio líquido para así determinar la concentración óptima en la mezcla, y a continuación se evaluaron las características de emisión láser en diversas matrices poliméricas. En la presente Memoria, también se presentan estudios realizados sobre las propiedades fotofísicas y características de la emisión láser de láser poliméricos en estado sólido basados en el polímero conjugado poli(2-etil.hexioloxi)-1,4-fenilenovinileno (MEH-PPV), cuyas propiedades fotofísicas y láser en estado sólido se comparan con el láser de colorante de Perileno Rojo. Para estos estudios, las especies emisoras se depositaron en forma de filmes delgados sobre sustratos de silice corrugados en dos dimensiones, con el fin de obtener láseres con retroalimentación distribuida.