Determinació de la ubicació estructural dels ions Yb3+ i Nb3+ en Yb:RTP, Nb:RTP i (Nb,Yb):RTP

Estudi elaborat a partir d’una estada al Stony Brook University al juliol del 2006. El RbTiOPO4 (RTP) monocristal•lí és un material d' òptica no lineal molt rellevant i utilitzat en la tecnologia làser actual, químicament molt estable i amb unes propietats físiques molt destacades, entre elles destaquen els alts coeficients electro-òptics i l'alt llindar de dany òptic que presenta. En els últims anys s’està utilitzant tecnològicament en aplicacions d'òptica no lineal en general i electro-òptiques en particular. En alguns casos ja ha substituït, millorant prestacions, a materials tals com el KTP o el LNB(1). Dopant RTP amb ions lantànids (Ln3+) (2-4), el material es converteix en un material làser auto-doblador de freqüència, combinant les seves propietats no lineals amb les de matriu làser. El RTP genera radiació de segon harmònic (SHG) a partir d’un feix fonamental amb longituds d’ona inferiors a 990 nm, que és el límit que presenta el KTP.La determinació de la ubicació estructural i l’estudi de l'entorn local del ions actius làser és de fonamental importància per a la correcta interpretació de les propietats espectroscòpiques d’aquest material. Mesures de difracció de neutrons sobre mostra de pols cristal•lí mostren que els ions Nb5+ i Ln3+ només substitueixin posicions de Ti4+ (8-9). Estudis molt recents d'EPR (electron paramagnetic resonance) semblen indicar que quan la concentració d'ió Ln3+ es baixa, aquest ió presenta la tendència a substituir l'ió alcalí present a l'estructura (10).Després dels resultats obtinguts en el present treball a partir de la tècnica EXAFS a la instal•lació sincrotò del Brookhaven National Laboratory/State University of New York (Stony Brook) es pot concloure definitivament que els ions Nb s’ubiquen en la posició Ti (1) i que els ions Yb3+ es distribueixen paritariament en les dues posicions del Ti (1 i 2). Aquests resultats aporten una valuosa informació per a la correcta interpretació dels espectres, tant d’absorció com d’emissió, del material i per la avaluació dels paràmetres del seu comportament durant l'acció làser.

onductivitat tèrmica i índex de refracció no lineal dels compostos KRE(WO4)2 (RE=Gd,Y, Yb and Lu)

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy entre setembre i desembre 2007. Els materials monocristal•lins tungstats dobles de potassi i terra rara, KRE(WO4)2, a partir d'ara KREW, són en l'actualitat un material competitiu com a material actiu per sistemes de làser d'estat sòlid. Aquests materials monoclínics són fàcils de dopar amb altres densitats de ions lantànid, Ln3+, i a més presenten unes seccions eficaces d'absorció i d'emissió, molt elevades. Dins d’aquesta família, destaca el KLuW; degut als seus millors resultats com a material làser. Durant aquesta estada d’un mes al laboratori Max Born de Berlin, s’han realitzat les mesures de conductivitat tèrmica d’aquest material, per tal de obtenir el seu tensor de segon ordre de conductivitat tèrmica. El bombeig òptic dels materials làser d’estat sòlid genera calor com a resultat de la termalització en els multiplets, de les relaxacions no-radiatives i de les absorcions residuals (defectes, impureses). Per tant, el coneixement de les propietats tèrmiques de qualsevol material actiu és essencial pel disseny de la cavitat làser i l’avaluació de la funció làser, especialment en règims d’altes potències(...)

Aplicaciones de los láseres de Er:YAG y de Er,Cr:YSGG en odontologia

Los láseres de Er:YAG y de Er,Cr:YSGG por su longitud de onda son bien absorbidos, tanto por el agua que contienen los tejidos blandos como por los cristales de hidroxiapatita presentes en los tejidos duros. Estas características hacen posible que estos láseres puedan ser absorbidos por los tejidos duros. Se presentan los múltiples usos y aplicaciones que tiene esta tecnología en Odontología, tanto en cirugía de tejidos blandos, como sus aplicaciones sobre tejidos duros, como por ejemplo los tratamientos de la caries o la cirugía ósea reemplazando en ambos casos al instrumental rotatorio. Desde la incorporación de estos láseres en los tratamientos odontológicos, se ha abierto una nueva perspectiva en relación con el uso de la anestesia local. Con la utilización de esta tecnología se pueden realizar tratamientos quirúrgicos poco extensos sin necesidad de aplicar anestesia locorregional, si bien su uso más común es para diversos procedimientos de terapéutica dental.

Utilización de otros láseres en odontología: Argón, Nd:YAP y Ho:YAG

Las ventajas que la incorporación del láser ha proporcionado a la Odontología abarcan todos los ámbitos. Así, los láseres de Argón, de Nd:YAP y de Ho:YAG, tienen aplicaciones muy concretas y de gran interés tanto en el campo de la terapéutica dental como en la especialida de cirugía bucal. Las aplicaciones principales del láser de Argón se centran en la polimerización de los materiales de restauración, en la endodoncia y dentro del ámbito de la cirugía bucal, en el corte de tejidos blandos, principalmente para la exéresis de lesiones vasculares y pigmentadas. El láser de Nd:YAP se utiliza principalmente en el campo de la endodoncia y la periodoncia, y el láser de Ho:YAG se emplea en cirugía periapical y en la cirugía artroscópica de la articulación temporomandibular.

Up-conversion effect of Er- and Yb-doped ZnO thin films

Visible up-conversion in ZnO:Er and ZnO:Er:Yb thin films deposited by RF magnetron sputtering under different O2-rich atmospheres has been studied. Conventional photoluminescence (325 nm laser source) and up-conversion (980 nm laser source) have been performed in the films before and after an annealing process at 800 °C. The resulting spectra demonstrate that the thermal treatment, either during or post-deposition, activates optically the Er3+ ions, being the latter process much more efficient. Moreover, the atmosphere during deposition was also found to be an important parameter, as the deposition under O2 flow increases the optical activity of Er+3 ions. In addition, the inclusion of Yb3+ ions into the films has shown an enhancement of the visible up-conversion emission at 660 nm by a factor of 4, which could be associated to either a better energy transfer from the 2F5/2 Yb level to the 4I11/2 Er one, or to the prevention of having Er2O3 clustering in the films.

Aplicaciones del láser Nd:YAG en odontologia

El láser de Nd:YAG está compuesto por un granate de itrio y aluminio, contaminado por neodimio. Emite a una longitud de onda de 1064 nm, en el infrarrojo cercano. A diferencia de otros láseres, el láser de Nd:YAG, puede transmitirse a través de fibra óptica, lo cual permite una fácil aplicación de este tipo de energía en espacios anatómicos bucodentarios de difícil acceso. Este hecho, asociado al potente efecto bactericida que produce esta longitud de onda, lo convierten en una herramienta ideal en los tratamientos endodóncicos y periodontales, en los que puede mejorar los resultados obtenidos con las técnicas convencionales. También se utiliza en ciertos tratamientos de Cirugía Bucal, principalmente para las exéresis de lesiones de tejidos blandos.

Efecte de l'estrès estructual sobre l'emissió estimulada (laseig) en capes epitaxials de KY0.8Yb0.2(WO4)2 i KLu0.8Yb0.2(WO4)2 crescudes sobre substractes de KY(WO4)2 i KLu(WO4)2

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la State University of New York a Stony Brook, EEUU, a l’agost i setembre del 2008. S’ha demostrat com està relacionada la diferència en el rendiment de lasejat de dos mostres altament dopades amb iterbi (20 at. %) de capes epitaxials de KY(WO4)2 (KYW) dopat amb Yb crescut sobre un substrat de KYW i de KLu(WO4)2 (KLuW) dopat amb Yb crescut sobre un substrat de KLuW, respectivament, amb la presència de estrès estructural en les capes epitaxials, investigat per Topografia de Feix Blanc de Raig X de Sincrotró. A partir dels resultats obtinguts, queda clar que les mostres que mostren una quantitat d'estrés estructural més gran, les epitaxies de KYW dopat amb Yb crescudes sobre substrats de KYW, duen a una eficiència més petita durant el lasejat, permetent establir una correlació directa entre l'existència i la magnitud d'aquest estrès estructural i la pèrdua del rendiment làser en aquestes capes epitaxial, que per altra banda, des del punt de vista espectroscòpic són equivalents.

Estudi de les addicions de Michael i aza-Michael. I, Catalitzades per lantànids. II, Catalitzades per un nou organocatalitzador suportat en nanopartícules d'or

Aquesta memòria es centra en un gran tema de la química orgànica que és la catàlisi asimètrica de les addicions de Michael. Més concretament, en aquest treball s’estudia la enantioselectivitat que proporcionen dos lligand en qüestió, un d’ells basat en metalls i l’altre organocatalític, en unes reaccions de Michael. Així doncs, s’estudiaren dos tipus de sistemes. El primer cas és l’addició de Michael entre 2-tert-butoxicarbonil-1-indanona i tres acceptors de Michael diferents com són la metilvinilcetona, el Nacriloïloxazolidinona i l’azodicarboxilat de di-tert-butil, catalitzat per combinacions de metalls lantànids (majoritariament Yb) amb lligands quirals de tipus pybox. La segona part de la memòria es centra en l’estudi d’enantioinducció que proporciona un nou organocatalitzador en les addicions de Michael esmentades en l’apartat anterior. Aquest catalitzador està format pel derivat de la cincona 11-(9-mercaptononiltio)-10,11-dihidrocinconina suportat en nanopartícules d’or.

Structural characterization of laser-treated Cr3C2-NiCr coatings

The interconnected porosity of the Cr3C2-NiCr coatings obtained by high-velocity oxy fuel spraying is detrimental in corrosion and wear resistance applications. Laser treatments allow sealing of their surfaces through melting and resolidification of a thin superficial layer. A Nd:YAG laser beam was used to irradiate Cr3C2-NiCr coatings either in the continuous wave mode or at different repetition rates in the pulsed one. Results indicated that high peak and low mean laser irradiances are not good, since samples presented deep grooves and an extensive crack network. At low peak and higher mean laser irradiances the surface was molten, and only a few shallow cracks were observed. The interconnected porosity was completely eliminated in a layer up to 80 m thick, formed by large Cr7C3 grains imbedded in a NiCr matrix.

Development of laser-fired contacts for amorphous silicon layers obtained by Hot-Wire CVD

In this work we study aluminium laser-fired contacts for intrinsic amorphous silicon layers deposited by Hot-Wire CVD. This structure could be used as an alternative low temperature back contact for rear passivated heterojunction solar cells. An infrared Nd:YAG laser (1064 nm) has been used to locally fire the aluminium through the thin amorphous silicon layers. Under optimized laser firing parameters, very low specific contact resistances (ρc ∼ 10 mΩ cm2) have been obtained on 2.8 Ω cm p-type c-Si wafers. This investigation focuses on maintaining the passivation quality of the interface without an excessive increase in the series resistance of the device.

Hydroxyapatite coatings grown by pulsed laser deposition with a beam of 355 nm wavelength

Calcium phosphate coatings, obtained at different deposition rates by pulsed laser deposition with a Nd:YAG laser beam of 355-nm wavelength, were studied. The deposition rate was changed from 0.043 to 1.16 /shot by modification of only the ablated area, maintaining the local fluence constant to perform the ablation process in similar local conditions. Characterization of the coatings was performed by scanning electron microscopy, x-ray diffractometry, and infrared, micro-Raman, and x-ray photoelectron spectroscopy. The coatings showed a compact surface morphology formed by glassy gains with some droplets on them. Only hydroxyapatite (HA) and alpha-tricalcium phosphate (alpha-TCP) peaks were found in the x-ray diffractograms. The relative content of alpha TCP diminished with decreasing deposition rates, and only HA peaks were found for the lowest rate. The origin of alpha TCP is discussed.

Structural characterization of laser-treated Cr3C2-NiCr coatings

The interconnected porosity of the Cr3C2-NiCr coatings obtained by high-velocity oxy fuel spraying is detrimental in corrosion and wear resistance applications. Laser treatments allow sealing of their surfaces through melting and resolidification of a thin superficial layer. A Nd:YAG laser beam was used to irradiate Cr3C2-NiCr coatings either in the continuous wave mode or at different repetition rates in the pulsed one. Results indicated that high peak and low mean laser irradiances are not good, since samples presented deep grooves and an extensive crack network. At low peak and higher mean laser irradiances the surface was molten, and only a few shallow cracks were observed. The interconnected porosity was completely eliminated in a layer up to 80 m thick, formed by large Cr7C3 grains imbedded in a NiCr matrix.

Design of surface forces apparatus for tribology studies combined with nonlinear optical spectroscopy

We describe the design, calibration, and performance of surface forces apparatus with the capability of illumination of the contact interface for spectroscopic investigation using optical techniques. The apparatus can be placed in the path of a Nd-YAG laser for studies of the linear response or the second harmonic and sum-frequency generation from a material confined between the two surfaces. In addition to the standard fringes of equal chromatic order technique, which we have digitized for accurate and fast analysis, the distance of separation can be measured with a fiber-optic interferometer during spectroscopic measurements (2 Å resolution and 10 ms response time). The sample approach is accomplished through application of a motor drive, piezoelectric actuator, or electromagnetic lever deflection for variable degrees of range, sensitivity, and response time. To demonstrate the operation of the instrument, the stepwise expulsion of discrete layers of octamethylcyclotetrasiloxane from the contact is shown. Lateral forces may also be studied by using piezoelectric bimorphs to induce and direct the motion of one surface.

Exéresis de las lesiones hiperplásicas de la cavidad bucal. Estudio retrospectivo de 128 casos

Objetivos: Este trabajo pretende, en base a nuestra experiencia, valorar y discutir las indicaciones, ventajas e inconvenientes de la exéresis de los épulis de la cavidad bucal con el láser de dióxido de carbono (CO2) respecto al láser de Erbio:YAG (Er:YAG), el láser de diodo y el bisturí frío. Material y método: Se ha realizado un estudio retrospectivo de un grupo de 120 pacientes en los que se extirparon 128 épulis con el láser de CO2, láser de Er:YAG, láser de diodo y bisturí frío. Se realizaron controles postoperatorios a los 7, 15 y 30 días para comprobar la cicatrización y la evolución de la herida y a los 3, 6 y 12 meses verificando si se había producido o no la recidiva de la lesión. Resultados: Según las características clínicas y etiopatogénicas de las lesiones extirpadas, se han formado dos grupos: las lesiones hiperplásicas gingivales (77 casos) y los épulis fisurados (51 casos). La localización más frecuente de las hiperplasias gingivales fue la mandíbula (51.9%). Se encontró que la hiperplasia fibrosa fue el diagnóstico histopatológico más frecuente con 49 casos (63.6%). El porcentaje de recidiva tras su extirpación fue del 9,1%, de los cuales 5 casos eran hiperplasias fibrosas. Sólo hubo un caso de lesión maligna que fue diagnosticada de carcinoma de células escamosas infiltrante. Por otro lado, de los 51 épulis fisurados tratados, el 58.8% se encontraban en el maxilar superior. Éstos fueron diagnosticados histológicamente como hiperplasias fibrosas, recidivando en el 19.6% de los casos. Conclusiones: Aunque las diferentes técnicas quirúrgicas utilizadas en la extirpación del épulis de la cavidad bucal son correctas, en nuestra opinión, el láser de CO2 es el tratamiento de elección, ya que ofrece ventajas tanto intra como postoperatorias. Por otro lado, es indispensable analizar histopatológicamente toda lesión de la cavidad bucal para establecer un diagnóstico de certeza