Ориентационная релаксация нематических жидких кристаллов при воздействии ультразвука и электрического поля

• Автор: Ежов, Сергей Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОРИЕНТАЦИОННОЙ РЕЛАКСАЦИИ НЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ.

1.1. Процессы переориентации нематиков под действием ориентирующих факторов.

1.1.1. Переориентация нематического жидкого кристалла под действием магнитного поля

1.1.2. Ориентационные изменения НЖК в сдвиговом течении

1.1.3. Особенности воздействия электрического

поля на ориентационную структуру Ж

1.2. Теоретические представления о природе акустооптических явлений в Ж

1.3. Экспериментальные, исследования акустооптических эффектов в жидких кристаллах

1.4. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ.

2.1. Экспериментальная установка для исследо -ваний акустооптических явлений в электрическом поле
2.2. Методика измерений. Изготовление ячеек
2.3. Контрольные измерения и оценка погрешностей

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АКУСТООПТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ В НЕМАТИКЕ В ПРИСУТСТВИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
3.1. Стационарные характеристики акустооптических эффектов
3.2. Временные характеристики процесса нарастания интенсивности оптического сигнала под дейс -твием ультразвука
3.3. Временные изменения оптической интенсивности при одновременном включении ультразвука и электрического поля
3.4. Изменения оптической интенсивности после прекращения действия ультразвука
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ОРИЕНТАЦИОННОЙ РЕЛАКСАЦИИ.
4.1. Основы подхода к описанию процессов ориентационной релаксации НЖ в присутствии элек -трических и акустических полей
4.2. Стационарные изменения структуры слоя НЖ при комбинированном воздействии электричес
кого поля и ультразвука
4.3. Кинетика процесса переориентации нематика под действием ультразвука и электрического
поля
4.4. Ориентационная релаксация нематика под дей -ствием ограничивающих поверхностей
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
- 4 -
Интенсивное развитие технических средств отображения, хранения и обработки информации требует постоянного совершенство -вания их характеристик , в частности, за счет использования в качестве рабочих тел данных устройств новых классов веществ.
В этом плане жидкие кристаллы (Ж), вследствие специфики их строения и физических свойств, открывают широкие перспективы создания подобного рода устройств с возможностью эффективного управления рабочими параметрами. В частности, в последние годы интенсивно развивается направление, связанное с использованием различных акустооптических эффектов в системах визуализации акустических полей, оптических модуляторах, дефлекторах и т.д.
Эффективным и наиболее приемлемым с технической точки зрения способом управления режимами работы указанных устройств является использование электрических полей. В тоже время число исследований, посвященных воздействию электрического поля на характеристики акустооптических эффектов, крайне ограничено. Более того, вопросы, связанные с влиянием электрического поля на временные параметры акустооптических явлений теоретически и экспе -риментально практически не рассматривались, хотя именно эти па -раметры определяют быстродействие акустооптических устройств и, следовательно, во многом области их применения. Изучение воздействия ультразвука на ориентационную структуру жидкого кристалла в присутствии электрического поля представляет также несомненный научный интерес. Во-первых, использования такого рода позволяют получить дополнительную информацию о природе акустооптических явлений в целом, и, тем самым, о специфических особенностях взаимодействия упругих волн с анизотропно жидкими средами. Во-вторых, открывается возможность исследования процессов ориентационной релаксации в жидких кристаллах при воздействии комп
- 50 -
луча и їїсточнпка ультразвука.
На рисунке 2.1 изображена блок-схема установки, включаю -щая в себя рассмотренные выше системы.Питание приборов экспериментальной установки осуществляется от электрической сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц, через стабилизаторы Б 2-2, обеспечивающие стабильность по напряжению - I % и частоте - I % в течении длительного времени (за 8 часов работы).
Ниже приводится описание перечисленных систем установки :
I. Акустическая система состоит из ультразвукового генера
тора I, подающего высокочастотные синусоидальные колебания на
пьезопреобразователь 2, выполненный из ЦТС-19 и установленный
на дно емкости 3. Генератор I позволяет получить мощность акус
тического сигнала (измерения проводились калиброванным гидрофо

ном), отдаваемого в водную среду,от 0 до 17-10 Вт-м , при изменении напряжения на пьезоизлучателе от 0 до 30 В. Контроль за частотой акустического сигнала осуществляется частотомером 4, амплитудой -вольтметром 5.
Во время проведения предварительных испытаний, когда ультразвуковая волна распространялась по оси X , а ячейка была частично погружена в воду (рис. 2.1а), в частности, было обнаружено, что степень воздействия ультразвуковой волны на ячейку существенно зависит от уровня погружения (рис. 2.2.) при постоянной акустической мощности, излучаемой пьезопреобразователем. Из приве -донной зависимости видно, что существует участок, где величина оптического пропускания не изменяется при увеличении глубины ( "Ь ) погружения ячейки от 240 до 480 мкм. Именно в этом интер -вале и был выбран уровень погружения ( Ь = 350 мкм), фиксация которого осуществлялась следующим образом (рис. 2.1а): в емкость 3, изготовленную из органического стекла, заполненную дистиллированной водой, погружается металлический контакт в виде пластины. Непосредственно над поверхностью воды закрепля