CONTRACT 503/2009 
FINANTARE :                         CONSILIUL NATIONAL AL CERCETARII STIINTIFICE DIN INVATAMANTUL SUPERIOR (CNCSIS), BUCURESTI, ROMANIA
FUNDED BY:                         NATIONAL COUNCIL OF THE SCIENTIFIC RESEARCH IN UNIVERSITIES (CNCSIS), BUCHAREST, ROMANIA

DIRECTOR DE PROIECT:          Dr. Voicu LUPEI
PROJECT MANAGER:               Dr. Voicu LUPEI
Email: lupei_voicu@yahoo.com; voicu.lupei@inflpr.ro

 

DURATA PROIECTULUI:            2008 - 2011
CONDUCATOR PROIECT:          NSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU FIZICA LASERILOR, PLASMEI SI RADIATIEI INFLPR DIN BUCURESTI

OBIECTIVE
1. Efectul compozitiei si structurii mediului activ si a distributiei ionilor dopanti asupra starilor cuantice ale centrilor activi.
1.1 Comparatia proprietatilor ionilor de pamanturi rare in cristale si ceramici transparente de granati.
1.2 Statistica distributiei si proprietatile spectrale ale ionilor dopanti in sisteme cu pozitii cationice multiple.
1.3 Efecte de largire omogena si neomogena controlabila in materiale dopate.
2. Efectul structurii si compozitiei asupra proprietatilor de emisie si generare de caldura in materiale fotonice active.
2.1 Procese de emisie de banda larga in infrarosul apropiat.
2.2 Noi sisteme si procese pentru sensibilizarea emisiei de banda ingusta in infrarosu in sisteme ordonate structural.
2.3 Noi sisteme si procese de emisie de banda larga in infrarosu in sisteme dezordonate structural.
2.4 Procese de emisie in regim de generare redusa de caldura pentru laserii cu Nd.

OBJECTIVES
1. The effect of composition and structure of the active material and of distribution of the doping ions on the quantum states of the active centers.
1.1 Comparison of the properties of the doping rare earth ions in transparent garnet ceramics.
1.2 The statistics of distribution and the spectroscopic properties of the doping ions in systems with multiple cationic sites.
1.3 Controlled homogeneous and inhomogeneous broadening of lines in doped materials.
2. The effect of structure and composition on the emission and heat generation properties in the doped photonic materials.
2.1 Broadband emission processes in near infrared.
2.2 New systems and processes for sensitization of the narrow band infrared emission in structurally-ordered systems.
2.3 New systems and processes for broad band infrared emission in structurally disordered systems.

2.4 Emission processes with reduced heat generation in Nd lasers.

REZULTATE
Obiectivul I: Efectului compozitiei si structurii mediului activ si distributiei ionilor dopanti asupra starilor cuantice ale centrilor activi
I.1. Statistica distributiei si proprietatile spectrale ale ionilor dopanti in sisteme cu pozitii cationice multiple.
Au fost investigate prin spectroscopie optica sisteme cu doua pozitii cationice de tip sesquioxidic dopate cu ioni 3d (Cr³⁺) sau 4f (Nd³⁺,Yb³⁺), Ho³⁺ cu emisie in infrarosul apropiat.
Activitati:
1.1 Realizarea de pulberi nanocristaline si ceramici de sequioxid de Sc dopat cu pamanturi rare sau crom (Sept. 2009)
Au fost realizate pulberi nanocristaline, materiale policristaline si ceramice sequioxidice de tipul Sc₂O₃ dopate cu Ho³⁺ si Cr³⁺ si Y₂O₃ simplu dopate cu Nd³⁺ sau Yb³⁺ si codopte cu (Nd, Yb) in
diverse concentratii.
1.2 Masuratori spectroscopice de inalta rezolutie asupra sesquioxizilor dopati (Sept. 2009)
S-au efectuat masuratori spectrale de inalta rezolutie: absorbtie, emisie (folosind diverse surse de excitare- lampi, diode laser, laseri la diferite lungimi de unda) si cinetica emisiei, la diferite temperaturi
de la 10 la 300 K, pe probele de sesquioxizi preparate in activitatea 1.1.
1.3 Corelarea datelor spectroscopice de inalta rezolutie (pozitii de linii, sateliti spectrali) cu structura mediului si cu diferite modele de statistica a distributiei (Dec. 2009).
S-au analizat datele spectrale in corelatie cu structura mediului si modul de preparare urmaridu-se: gradul si statistica de ocuparea a pozitiilor cationice de catre ionii dopanti, sateliti spectrali,
nivele energetice, intensitati, procese de transfer de energie, etc. S-au efectuat modelari ale datelor si determinari ale parametrilor caracteristici. S-a evaluat potentialul de utilizare a sistemelor
ceramice studiate pentru noi tipuri de laseri

Modul de difuzare a rezultatelor
In 2009 a fost sustinuta teza de doctorat “Efecte de compozitie si structura in emisia ionilor de pamanturi rare in cristale si ceramici“ de catre doctoranda Gheorghe Cristina, teza care poate fi
accesata pe site http://ecs.inflpr.ro/phdtheses.html.

Lucrari publicate sau in curs de publicare in reviste cotate ISI
1. V. Lupei, A. Lupei, C. Gheorghe, S. Hau, and Akio Ikesue “Efficient sensitization of Yb³⁺ emission by Nd³⁺ in Y₂O₃ transparent ceramics and the prospect for high-energy Yb³⁺ lasers”,
Optics Letters, 34 (14), 2141-2143 (2009).
2. C. Gheorghe, A. Lupei, V. Lupei, L. Gheorghe, and A. Ikesue “Spectroscopic properties of Ho³⁺ doped Sc₂O₃ transparent ceramic for laser materials”, J. of Appl. Phys. 105 (12), 123110 (2009).
3. V. Lupei, A. Lupei, A. Ikesue, ”Multicenter structure and dynamical processes in the rare earth doped garnet and sesquioxide laser crystals and ceramics”, Spectroscopy Letters (in press).

Comunicari la conferinte internationale
1. A. Lupei, V. Lupei, A. Ikesue, C. Gheorghe, S. Hau, “Nd to Yb energy transfer in (Nd, Yb):Y₂O₃ transparent ceramics”, 3-5 September 2009, Pisa, Italy (invited lecture); Book of Abstracts,
ISBN 978-88-8492-638-8, p. 53 (2009).
2. V. Lupei, “New laser materials and emission processes for non-conventional energy sources-nuclear fusion, solar-hydrogen cycle”, Micro- to Nano-Photonics II - ROMOPTO 2009 Conference,
August 31 - Sept. 03, 2009, Sibiu, Romania, presentation I.I.1 (invited lecture).
3. V. Lupei, A. Lupei, A. Ikesue, S. Florea “Spectroscopic properties of Chromium doped Sc₂O₃ ceramics”, CLEO-Europe 2009 Conference, June 14-19, 2009, Munich, Germany, presentation CA.P.17
4. A. Lupei, V. Lupei, A. Ikesue, C. Gheorghe, S. Hau, “Spectroscopic investigations of (Nd, Yb) in Y₂O₃ transparent ceramics," Micro- to Nano-Photonics II - ROMOPTO 2009 Conference,
August 31 - Sept. 03, 2009, Sibiu, Romania, presentation I.P.1.