A portable luminescent thermometer based on green up-conversion emission of Er3+/Yb3+ co-doped tellurite glass

• Processo: 17/01821-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Sidney José Lima Ribeiro
• Beneficiário: Sidney José Lima Ribeiro
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Araraquara
• Assunto(s): Termometria Espectroscopia Elementos da série dos lantanídeos Vidros dopados Vidros teluritos Terras raras Publicações de divulgação científica Artigo científico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Lanthanides | optical thermometry | rare-earths | Tellurite glass | up-conversion | Espectroscopia de Terras Raras

Resumo

A determinação da temperatura é essencial em muitas aplicações biomédicas, tecnológicas e industriais. A termometria óptica aparece como excelente alternativa para sensores de temperatura elétricos devido ao fato de ser um método de não-contato que oferece respostas rápidas, passividade eletromagnética e sensibilidade alta. Neste artigo propomos um termômetro óptico compreendido por um vidro telurito co-dopado com os íons Er3+ e Yb3+ acoplado à extremidade de uma fibra óptica e a uma fonte laser e um espectrômetro portátil. A razão das bandas de emissão no verde obtidas por excitação em 980 nm, referentes a transições eletrônicas do íon Er3+ é dependente da temperatura e foi utilizada na calibração do termômetro. O termômetro opera nas faixas de temperatura de 5-50oC e 50-200oC, com excelente linearidade (r2 > 0,99), exatidão e precisão de ±0,5 e ± 1,1oC para as duas faixas de temperatura. A otimização da concentração de Er3+ permitiu a observação de maior intensidade para a banda de emissão no verde em relação com as outras bandas de emissão do Er3+ o que levou a maiores sensibilidades para a medida de temperatura. A sonda fabricada neste estudo apresentou propriedades adequadas para sua aplicação como sensor de temperatura e desempenho superior a àquele apresentado por outros termômetros ópticos à base de Er3+. (AU)