PREPARASI DAN KARAKTERISASI SIFAT OPTIK ION NEODYMIUM (ND3+) DI DOPING DALAM MEDIUM GELAS FOSFAT (P2O5) DENGAN TEKNIK MELT-QUENCHING

Telah dilakukan pembuatan medium gelas penguat optik dengan komposisi (70-x)P2O5-10Bi2O3-10Na2O-10Gd2O3-xNd2O3 dengan x = 0; 0.05; 0.1; 0.5; 1.0 dan 3.0 (% mol) yang didoping oleh ion aktif Nd2O3 dengan tujuan mengetahui pengaruh variasi konsentrasi ion Nd3+ terhadap sifat optik material gelas fosfat serta mengetahui struktur gelas fosfat sebagai bahan material gelas fosfat doping neodymium terhadap variasi konsentrasi Nd3+. Semua senyawa kimia berbentuk serbuk dengan massa total 20 gram dicampur dalam wadah porcelain crucible dengan teknik melt-quenching pada suhu 1200 . Untuk mengetahui performa material, dilakukan pengukuran dan perhitungan terhadap sifat fisis antara lain: kerapatan, volume molar, indeks bias, konsentrasi ion Nd3+, polaron radius, suseptibilitas dan sifat lainnya menggunakan prinsip Archimedes. Karakterisasi yang dilakukan meliputi Abbe Refraktometer, XRD, FTIR, UV-Vis-NIR, dan Spektrofluorophotometer. Hasil XRD menunjukkan struktur gelas yang dibuat adalah amorf (tidak adanya puncak yang tajam). Kerapatan sampel juga meningkat secara perlahan mengikuti kenaikan konsentrasi Nd3+. Indeks bias meningkat secara bertahap dari 1,630 untuk gelas undoped menjadi 1,673 untuk gelas 3,0 Nd3+. Berdasarkan hasil pengukuran spektrum absorpsi pada medium gelas Nd:Fosfat diperoleh transisi pita serapan yakni 4I9/2 4D3/2, 4D3/2, 2P1/2, 4G11/2, 2G9/2, 4G7/2, 4G7/2, 2H11/2, 4F5/2, 4F3/2, dan 4I9/2 yang masing-masing berada pada panjang gelombang 362 nm, 379 nm, 407 nm, 451 nm, 488 nm, 522 nm, 544 nm, 652 nm, 802 nm, 859 nm, dan 978 nm. Dimana transisi hipersensitif sampel Nd:Gelas adalah 4G7/2 pada panjang gelombang 522nm sehingga ion-ion di dalam host matriks dapat menyerap cahaya secara maksimum pada panjang gelombang 582nm untuk terjadinya eksitasi elektron dari level dasar ke level yang lebih tinggi. Penyisipan ion Nd3+ ke dalam sistem gelas Nd:Fosfat telah menghasilkan emisi menggunakan panjang gelombang eksitasi 582nm dan menghasilkan tiga transisi pita emisi yaitu 4F3/2 4I9/2, 4F3/2 4I11/2 dan 4F3/2 4I13/2 pada panjang gelombang 904 nm, 1060nm dan 1330 nm. Hal tersebut menunjukkan bahwa medium gelas yang dikembangkan dalam penelitian ini dapat diaplikasikan sebagai penguat optik medium laser untuk menghasilkan cahaya pada daerah mendekati infra merah.