NOUVEAUX VERRES DE FLUOROPHOSPHATE A FORTE CONCENTRATION EN TERRES RARES. PROPRIETES OPTIQUES ET MAGNETO-OPTIQUES PDF Download
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LA PRESENTE ETUDE PORTE SUR LA SYNTHESE ET LA CARACTERISATION DE NOUVEAUX VERRES A BASE DE METAPHOSPHATE DE SODIUM A FORTE CONCENTRATION EN IONS TERRES RARES (NBLNX). LA REALISATION DE SOURCES DE LUMIERE VISIBLE ET D'ISOLATEURS OPTIQUES SOUS FORME DE FIBRES SONT LES PRINCIPALES APPLICATIONS ENVISAGEES. LES DOMAINES VITREUX DES TERNAIRES (METAPHOSPHATE DE SODIUM-FLUORURE DE BARYUM-FLUORURE DE LANTHANIDE) ONT ETE DETERMINES. POUR AMELIORER LA QUALITE OPTIQUE DES VERRES, UNE RECHERCHE SUR LA METHODE DE SYNTHESE A ETE EFFECTUEE. LES CARACTERISTIQUES THERMIQUES ET PHYSIQUES DE LA COMPOSITION LA PLUS STABLE (58 METAPHOSPHATE DE SODIUM - 11 FLUORURE DE BARYUM - 31 FLUORURE DE TERBIUM) ONT ETE MESUREES ET DES FIBRES OPTIQUES ONT ETE ELABOREES. ELLES PRESENTENT UNE ATTENUATION DE L'ORDRE DE 7 DECIBEL PAR METRE. L'ETUDE DE L'ION EUROPIUM(III) PAR LES METHODES DE DICHROISME CIRCULAIRE MAGNETIQUE ET DE FLUORESCENCE DE SELECTION DE SITE A MONTRE QUE LES IONS TERRES RARES DANS CES VERRES OCCUPENT DIFFERENTS SITES DE SYMETRIE VOISINE, C2V MAXIMUM. DES HYPOTHESES DE STRUCTURES SONT PROPOSEES. L'ETUDE COMPAREE DES PROPRIETES DE POUVOIR ROTATOIRE MAGNETIQUE DES VERRES DE FLUORURE TYPE BIG (BARYUM-INDIUM-GALLIUM) ET DES VERRES DE FLUOROPHOSPHATE TYPE NBLNX A ETE REALISEE. LES VERRES NBLNX RICHES EN TERBIUM(III) S'AVERENT ETRE DE BONS CANDIDATS POUR LA REALISATION D'ISOLATEURS OPTIQUES SOUS FORME DE FIBRES. PAR AILLEURS, EXCITES PAR UN RAYONNEMENT ULTRAVIOLET, LES IONS TERBIUM(III) EMETTENT UNE LUMINESCENCE VERTE INTENSE, MEME A FORTE CONCENTRATION. CETTE EMISSION EST ISSUE DU NIVEAU 5D4 DONT L'ETUDE DES DUREES DE VIE MONTRE QU'IL EST PEU SENSIBLE AU PHENOMENE D'EXTINCTION PAR EFFET DE CONCENTRATION. PAR CONTRE, LES INTERACTIONS ENTRE IONS TERBIUM(III) SONT IMPORTANTES POUR LE NIVEAU 5D3. LES TRANSFERTS D'ENERGIE A PARTIR DE CES DEUX NIVEAUX, 5D4 ET 5D3, ONT ETE ANALYSES PAR LE MODELE DE DIFFUSION RAPIDE ET LE MODELE D'INOKUTI-HIRAYAMA, RESPECTIVEMENT. LA LUMINESCENCE VERTE EST AUSSI OBSERVEE POUR DES ECHANTILLONS CODOPES YTTERBIUM-TERBIUM, PAR EXCITATION A 980 NANOMETRES. LE PHENOMENE D'ADDITION DE PHOTONS PAR EFFET COOPERATIF DANS CES VERRES A ETE DECRIT
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LA PRESENTE ETUDE PORTE SUR LA SYNTHESE ET LA CARACTERISATION DE NOUVEAUX VERRES A BASE DE METAPHOSPHATE DE SODIUM A FORTE CONCENTRATION EN IONS TERRES RARES (NBLNX). LA REALISATION DE SOURCES DE LUMIERE VISIBLE ET D'ISOLATEURS OPTIQUES SOUS FORME DE FIBRES SONT LES PRINCIPALES APPLICATIONS ENVISAGEES. LES DOMAINES VITREUX DES TERNAIRES (METAPHOSPHATE DE SODIUM-FLUORURE DE BARYUM-FLUORURE DE LANTHANIDE) ONT ETE DETERMINES. POUR AMELIORER LA QUALITE OPTIQUE DES VERRES, UNE RECHERCHE SUR LA METHODE DE SYNTHESE A ETE EFFECTUEE. LES CARACTERISTIQUES THERMIQUES ET PHYSIQUES DE LA COMPOSITION LA PLUS STABLE (58 METAPHOSPHATE DE SODIUM - 11 FLUORURE DE BARYUM - 31 FLUORURE DE TERBIUM) ONT ETE MESUREES ET DES FIBRES OPTIQUES ONT ETE ELABOREES. ELLES PRESENTENT UNE ATTENUATION DE L'ORDRE DE 7 DECIBEL PAR METRE. L'ETUDE DE L'ION EUROPIUM(III) PAR LES METHODES DE DICHROISME CIRCULAIRE MAGNETIQUE ET DE FLUORESCENCE DE SELECTION DE SITE A MONTRE QUE LES IONS TERRES RARES DANS CES VERRES OCCUPENT DIFFERENTS SITES DE SYMETRIE VOISINE, C2V MAXIMUM. DES HYPOTHESES DE STRUCTURES SONT PROPOSEES. L'ETUDE COMPAREE DES PROPRIETES DE POUVOIR ROTATOIRE MAGNETIQUE DES VERRES DE FLUORURE TYPE BIG (BARYUM-INDIUM-GALLIUM) ET DES VERRES DE FLUOROPHOSPHATE TYPE NBLNX A ETE REALISEE. LES VERRES NBLNX RICHES EN TERBIUM(III) S'AVERENT ETRE DE BONS CANDIDATS POUR LA REALISATION D'ISOLATEURS OPTIQUES SOUS FORME DE FIBRES. PAR AILLEURS, EXCITES PAR UN RAYONNEMENT ULTRAVIOLET, LES IONS TERBIUM(III) EMETTENT UNE LUMINESCENCE VERTE INTENSE, MEME A FORTE CONCENTRATION. CETTE EMISSION EST ISSUE DU NIVEAU 5D4 DONT L'ETUDE DES DUREES DE VIE MONTRE QU'IL EST PEU SENSIBLE AU PHENOMENE D'EXTINCTION PAR EFFET DE CONCENTRATION. PAR CONTRE, LES INTERACTIONS ENTRE IONS TERBIUM(III) SONT IMPORTANTES POUR LE NIVEAU 5D3. LES TRANSFERTS D'ENERGIE A PARTIR DE CES DEUX NIVEAUX, 5D4 ET 5D3, ONT ETE ANALYSES PAR LE MODELE DE DIFFUSION RAPIDE ET LE MODELE D'INOKUTI-HIRAYAMA, RESPECTIVEMENT. LA LUMINESCENCE VERTE EST AUSSI OBSERVEE POUR DES ECHANTILLONS CODOPES YTTERBIUM-TERBIUM, PAR EXCITATION A 980 NANOMETRES. LE PHENOMENE D'ADDITION DE PHOTONS PAR EFFET COOPERATIF DANS CES VERRES A ETE DECRIT
Author: Brice Bellanger Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 0
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Le développement de matériaux vitreux magnéto-optiques présentant un effet Faraday élevé répond à un besoin grandissant dans l'industrie des isolateurs de Faraday. Ceux présent sur le marché actuellement sont des monocristaux de Tb3Ga5O12 avec une concentration en Tb élevée et un procédé de fabrication coûteux. Dans ce sens, l'objectif de cette thèse est de réaliser des verres et fibres optiques fortement concentrés en terbium. La première approche est basée sur l'élaboration dite « conventionnelle » de verre par la méthode fusion-trempe. Des verres de fluorophosphate suivant la loi de composition (100-x)(70 NaPO3 30 BaF2) x TbF3 avec x = 35, 40, 45 et 50 mol.% ont été explorés et a permis l'obtention de verre massif présentant une constante de Verdet à 650 nm de -78 rad.T−1.m−1 pour la composition optimale avec x = 50 mol.% en TbF3. Cette valeur de constante de Verdet est la plus élevée rapportée pour un verre de fluorophosphate. Ensuite, la seconde approche consiste à amplifier la réponse magnéto-optique du terbium en l'associant à une autre terre-rare via le co-dopage. À partir de la composition des verres co-dopés suivant la composition (en mol.%) 35 NaPO3 - 15 BaF2 - 0,5 ((100-x) TbF3 - x REF3) avec les niveaux de substitution x = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 25, 50 et 100 où RE = Pr, Dy et Ho ont été explorés. Des constantes de verdet à 600 nm de -84,2, -84,5 et -84,5 rad.T−1.m−1 ont été rapportées pour les verres co-dopés respectivement avec du praséodyme, de l'holmium et du dysprosium comparativement à une constante de Verdet de -81,9 rad.T−1.m−1 pour le verre correspondant non co-dopé. Il s'agit à notre connaissance de la première démonstration de l'augmentation de l'effet Faraday par co-dopage dans des matériaux vitreux. L'influence de la géométrie de l'environnement des ions lanthanides sur l'effet associé au co-dopage a été réalisée dans des vitrocéramiques élaborées à partir des verres co-dopés de composition 35 NaPO3 - 15 BaF2 - 0,5 ((100-x) TbF3 - x PrF3) avec x = 0, 1, 2, 3, 4 et 5. Ceci a permis d'observer une augmentation de l'effet Faraday par co-dopage de 7,5% pour une matrice cristalline comparativement à une augmentation de 3,7% dans une matrice vitreuse. L'interaction de super-échange associé au co-dopage est alors optimisée dans le cadre d'un environnement cristallin en raison du meilleur recouvrement orbitalaire associé. Une approche « non-conventionnelle » pour outrepasser les limites de solubilité du terbium dans une matrice vitreuse est explorée. Elle consiste en l'élaboration de verre par lévitation aérodynamique permettant d'éliminer la cristallisation induite par l'interface liquide-creuset. Des compositions binaires 50 SiO2 - 50 Tb2O3 et 60 Al2O3 - 40 Tb2O3 en mol.% sont explorés et des constantes de Verdet respectives de -152 et -160 rad.T−1.m−1 à 632 nm sont rapportées. L'exploration de compositions binaires permet également de mettre en évidence l'influence de la matrice sur l'effet Faraday. Enfin, la dernière approche vise à obtenir une fibre optique de silice à partir du procédé MCVD fonctionnalisée par l'incorporation de nanoparticules de Tb2O3. L'optimisation de la dispersion ex-situ de nanoparticules via le système MCVD a permis d'obtenir 4 km de fibre optique présentant une concentration de 0,1 at.% en terbium dans le cœur. Cette fibre de silice présente une constante de Verdet à 660 nm de -7,06 rad.T−1.m−1 pour une atténuation variant de 1,34 à 0,13 dB.m−1 de 700 à 1100 nm. Cette valeur de constante de Verdet est la plus élevée rapportée pour une fibre de silice élaboré par MCVD.
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DES SOURCES LUMINEUSES SONT, A CE JOUR ACTIVEMENT RECHERCHEES A 1,3 M POUR AUGMENTER LA CAPACITE DES RESEAUX DE TELECOMMUNICATIONS PAR FIBRES OPTIQUES. POUR CELA, DES COMPOSITIONS DE VERRES DOPES AUX TERRES RARES ET OPTIMISES DU POINT DE LEURS PROPRIETES OPTIQUES SONT NECESSAIRES. LES VERRES DE CHALCOGENURES AYANT DES INDICES DE REFRACTION ELEVES ET UNE TRANSPARENCE DANS L'INFRAROUGE QUI S'ETEND AU-DELA DE 10 M POSSEDENT LES QUALITES NECESSAIRES POUR OPERER A CETTE LONGUEUR D'ONDE. LES VERRES DE CHALCO-HALOGENURES, AVEC LES ELEMENTS GE-GA-S-CSX OU X = C1, BR, I ONT ETE SYNTHETISE AU LABORATOIRE. L'AJOUT D'UN HALOGENURE AU VERRE DE CHALCOGENURE SE TRADUIT PAR UNE AMELIORATION DE LA STABILITE THERMIQUE ET UN ELARGISSEMENT DU DOMAINE DE LA TRANSPARENCE DANS LE VISIBLE SANS CHANGER LES CARACTERISTIQUES DANS L'INFRAROUGE. CES VERRES POSSEDENT, PAR AILLEURS, UNE BONNE SOLUBILITE DES IONS DE TERRE RARE. ILS ONT ETE DOPES PAR LES IONS ND 3 + ET PR 3 +. LES PROPRIETES PHYSIQUES ET OPTIQUES (TEMPERATURES CARACTERISTIQUES, DENSITE, INDICES DE REFRACTION, TRANSMISSION UV ET IR) DE CES VERRES ONT ETE MESUREES ET COMPAREES AVEC CELLES DE VERRES DE SULFURE CLASSIQUES. LA THEORIE DE JUDD-OFELT A ETE EMPLOYEE POUR LA COMPREHENSION DES MECANISMES DES TRANSITIONS 4F-4F DANS CES VERRES. CEPENDANT, LES VERRES DE CHALCOGENURES POSENT DES PROBLEMES POUR L'APPLICATION DE CETTE THEORIE DU FAIT DU BANDGAP QUI OCCULTE LES BANDES D'ABSORPTION DE HAUTE ENERGIE DES IONS DE TERRE RARE. QUELQUES METHODES NOUVELLES ONT ETE TESTEES POUR APPLIQUER LA THEORIE DE JUDD-OFELT DANS LES VERRES DE CHALCOGENURES. LES EMISSIONS DES IONS ND 3 + ET PR 3 + ONT ETE ETUDIEES DANS LES VERRES GA-GE-CSX, EN FONCTION DE HALOGENE X ET EN FONCTION DE LA CONCENTRATION EN IONS DE TERRE RARE. CONCERNANT LA NEODYME, LES SPECTRES D'EMISSION IR DU NIVEAU 4F 3 / 2 ET LES EMISSIONS VISIBLES DE ( 4G 7 / 2, 2K 1 3 / 2, 4G 9 / 2) ONT ETE ENREGISTRES ET LES DUREES DE VIE MESUREES. LES PROCESSUS D'ESA A PARTIR DE 4F 3 / 2 QUI CONTRIBUENT A REDUIRE L'EMISSION A 1,3 M DE ND 3 + ONT ETE EGALEMENT ENREGISTRE. CONCERNANT LE PRASEODYME, LES SPECTRES D'EMISSIONS AINSI QUE LES DUREES DE VIE DES NIVEAUX 1G 4 (TRANSITION A 1,3 M), 1D 2 ET 3P J ONT ETE MESURES UNE PART IMPORTANT DE CE TRAVAIL A ETE CONSACRE A LA MISE EN EVIDENCE ET A LA CARACTERISATION DES PROCESSUS D'ADDITION DE PHOTONS VERS LES NIVEAUX ( 4G 7 / 2, 2K 1 3 / 2, 4G 9 / 2) DE ND 3 + ET VERS LES NIVEAUX 1D 2 ET 3P J DE PR 3 +.
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Le transport d'informations par fibres optiques a déclenché une évolution rapide des technologies. Afin de transférer les données avec un grand débit, de nombreuses recherches sont menées pour développer un réseau de télécommunication tout optique. En particulier, le développement d'amplificateurs optiques compacts appropriés pour l'intégration est un challenge dans le secteur de l'optique intégrée. Pour qu'un dispositif compact puisse amplifier le signal à 1,55 um sur une longueur de quelques centimètres seulement, la matrice d'accueil doit pouvoir incorporer des concentrations en ions Er3+ élevées sans formations de clusters. Les verres de phosphate s'avèrent être d'excellents candidats pour ce type d'application. Dans ce projet de recherche, nous avons développé et fabriqué de nouveaux verres de phosphate pouvant incorporer de fortes concentrations en ions terre rare. Les propriétés physico-chimiques de ces verres ont été étudiées : ils sont stables chimiquement, et ils présentent des qualités optiques remarquables. Le jeu des compositions est flexible et permet d'ajuster les compositions pour obtenir des comportements thermomécaniques proches et des indices de réfraction adéquats pour fabriquer des fibres optiques monomodes. Une étude par RMN du solide a ét ́intégralement réalisée pour établir la structure de ces verres. Les propriétés spectroscopiques des ions Er3+ et de système co-dopés Er3+/Yb3+ dans ces verres de phsophate ont été étudiées : le transfert d'énergie par addition de photons entre les ions Er3+ est faible et le transfert d'énergie des ions Yb3+ vers les ions Er3+ dans les systèmes co-dopés est efficace. Des fibres optiques monomodes à base de verre de phosphate dopé Er3+ et co-dopés Er3+/yb3+ ont été fabriquées par la technique du "barreau dans tube" puis caractérisées, en particulier en terme de performances d'amplification. Un gain net de 5dB/cm autour de 1,55um a été obtenu pour un fibre co-dopée Er3+/Yb3+ mesurant 3,6 cm de longueur.
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LA PRESENTE ETUDE A PORTE SUR L'OBTENTION DE FIBRES OPTIQUES MULTIMODES EN VERRES DE FLUORURES DE TYPE BIG (BARYUM-INDIUM-GALLIUM), PRESENTANT DE GRANDES OUVERTURES NUMERIQUES, DANS UN BUT D'APPLICATION A L'AMPLIFICATION OPTIQUE A 1,3 MICRONS. LES PROPRIETES OPTIQUES DES IONS ND(III) ET PR(III) ONT ETE ETUDIEES DANS LA MATRICE VITREUSE BIG. PAR APPLICATION DE LA THEORIE DE JUDD-OFELT, LES PROBABILITES DE REABSORPTION A PARTIR DE L'ETAT EXCITE ONT ETE EVALUEES POUR LES DEUX TERRES RARES DANS LES VERRES BIG ET COMPAREES A CELLES OBTENUES DANS LES VERRES DE TYPE FLUOROZIRCONATE CLASSIQUES (ZBLAN). LA SYNTHESE DE NOUVELLES COMPOSITIONS, AFIN DE MODIFIER L'INDICE DE REFRACTION DU VERRE BIG DE BASE, A ETE REALISEE. POUR LES VERRES DE CUR, L'INDICE A ETE AUGMENTE PAR L'AJOUT DE FLUORURES DE PLOMB ET DE BISMUTH, OU PAR DES CHLORURES. POUR LES VERRES DE GAINE, L'INDICE A ETE DIMINUE PAR L'AJOUT DE FLUORURES D'ALUMINIUM OU D'ELEMENTS ALCALINS. LES DIFFERENTES CARACTERISTIQUES THERMIQUES (TEMPERATURES CARACTERISTIQUES, VITESSES CRITIQUES DE REFROIDISSEMENT) ET PHYSIQUES (INDICES DE REFRACTION, TRANSMISSION INFRA-ROUGE, MASSES VOLUMIQUES, COEFFICIENTS DE DILATATION ET VISCOSITES) DES NOUVEAUX VERRES ONT ETE MESUREES ET DISCUTEES. LES COUPLES DE VERRES PRESENTANT LA MEILLEURE COMPATIBILITE THERMO-MECANIQUE ET LA PLUS GRANDE VARIATION D'INDICES DE REFRACTION ONT ETE CHOISIS POUR LA SYNTHESE DES PREFORMES. TROIS TYPES DE FIBRES MULTIMODES ONT ETE OBTENUS, PRESENTANT RESPECTIVEMENT DES OUVERTURES NUMERIQUES DE 0,26, 0,31 ET 0,35 AVEC DES ATTENUATIONS DE 4,3 ET 5 DB/M ENTRE 2,7 ET 4 MICRONS. ENFIN, UNE NOUVELLE APPROCHE A ETE MISE EN UVRE POUR L'OBTENTION DE FIBRES A GRANDES OUVERTURES NUMERIQUES. CELLE-CI A CONSISTE EN LA SYNTHESE D'UNE PREFORME "COMPOSITE" CONSTITUEE PAR UN VERRE DE TYPE BIG POUR LE CUR ET UN VERRE D'UNE AUTRE FAMILLE VITREUSE POUR LA GAINE. LA RECHERCHE D'UNE COMPATIBILITE THERMO-MECANIQUE AINSI QUE D'UNE BONNE MISCIBILITE ENTRE LES DEUX VERRES A ABOUTI AU CHOIX D'UNE COMPOSITION DE TYPE ALUMINOFLUOROPHOSPHATE COMME VERRE DE GAINE. UNE PREFORME PRESENTANT UNE VARIATION D'INDICES DE REFRACTION EGALE A 0,073 A PU ETRE SYNTHETISEE. LES PREMIERS ESSAIS DE FIBRAGE ONT ETE EFFECTUES
Author: B Denker Publisher: Elsevier ISBN: 0857097504 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 688
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Solid-state lasers which offer multiple desirable qualities, including enhanced reliability, robustness, efficiency and wavelength diversity, are absolutely indispensable for many applications. The Handbook of solid-state lasers reviews the key materials, processes and applications of solid-state lasers across a wide range of fields.Part one begins by reviewing solid-state laser materials. Fluoride laser crystals, oxide laser ceramics, crystals and fluoride laser ceramics doped by rare earth and transition metal ions are discussed alongside neodymium, erbium and ytterbium laser glasses, and nonlinear crystals for solid-state lasers. Part two then goes on to explore solid-state laser systems and their applications, beginning with a discussion of the principles, powering and operation regimes for solid-state lasers. The use of neodymium-doped materials is considered, followed by system sizing issues with diode-pumped quasi-three level materials, erbium glass lasers, and microchip, fiber, Raman and cryogenic lasers. Laser mid-infrared systems, laser induced breakdown spectroscope and the clinical applications of surgical solid-state lasers are also explored. The use of solid-state lasers in defense programs is then reviewed, before the book concludes by presenting some environmental applications of solid-state lasers.With its distinguished editors and international team of expert contributors, the Handbook of solid-state lasers is an authoritative guide for all those involved in the design and application of this technology, including laser and materials scientists and engineers, medical and military professionals, environmental researchers, and academics working in this field. Reviews the materials used in solid-state lasers Explores the principles of solid-state laser systems and their applications Considers defence and environmental applications
Author: Baldassare Di Bartolo Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1402047894 Category : Science Languages : en Pages : 574
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This volume presents the Proceedings of "New Development in Optics and Related Fields," held in Italy in June, 2005. This meeting was organized by the International School of Atomic and Molecular Spectroscopy of the "Ettore Majorana" Center for Scientific Culture. The purpose of this Institute was to provide a comprehensive and coherent treatment of the new techniques and contemporary developments in optics and related fields.
Author: Jianrong Qiu Publisher: Woodhead Publishing ISBN: 0128187727 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 309
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Persistent Phosphors: From Fundamentals to Applications provides an introduction to the key synthesis methods, characterization methods, physical mechanisms, and applications of this important luminescent materials system. The book covers basic persistent phosphorescence, introducing concepts such as emission, luminescence, phosphorescence, persistent phosphorescence and the development of persistent phosphors. Then, synthesis methods are reviewed and the connections between synthesis methods and improved materials properties are discussed. Characterization methods to investigate the trapping and de-trapping mechanism are also presented. Other sections cover the theoretical framework and energy band engineering models and materials with a focus on activators, hosts, emission bands and excitation bands. Finally, the most relevant applications of persistent phosphors are included for use in displays, safety signs, bio-labels and energy. Persistent Phosphors is an invaluable reference for materials scientists and engineers in academia and R&D. It is a key resource for chemists and physicists. Presents characterization techniques to reveal the photophysical and photochemical properties of defects for this important category of luminescent materials Discusses the structural role of defects in polycrystals and the capture-storing-migration-release progress of excited carriers Demonstrates the synthesis routes and potential applications for persistent phosphor materials
Author: NATHALIE.. DUHAMEL-HENRY
Author: NATHALIE.. DUHAMEL-HENRY
Author: Brice Bellanger
Author: LAURENT.. GRISCOM
Author: Yinsheng Xu
Author: Karine Seneschal
Author: NATHALIE.. RIGOUT-FOGRET
Author: B Denker
Author: Baldassare Di Bartolo
Author: Jianrong Qiu
Author: Nicolae Avram