Экспериментальное исследование нелинейных взаимодействий световых волн в мезофазе жидких кристаллов

• Автор: Гарибян, Оник Ваникович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ереван
• Количество страниц: 133 c. : ил

ГЛАВА I. ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЙ СВЕТОИНДУЦИРОВАННОЙ

ПЕРЕОРИЕНТАЦИЙ ДИРЕКТОРА В ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ ОРИЕНТАЦИОННОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ

В МЕЗОФАЗЕ НЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ. БЕСПОРОГОВАЯ ПЕРЕОРИЕНТАЦИЯ

§1. Исследование нелинейного вращения эллипса поляризации световой волны в нематическом

жидком кристалле

§2. Ориентационная ..нелинейность мезофазы нематического жидкого кристалла вблизи порога перехода Фредерикса

§3. Ориентационная нелинейность в поле коротких

лазерных импульсов

§4. Упорядочение структуры и увеличение прозрачности НЖК под действием лазерного излучения
ГЛАВА III.ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРОГОВОЙ ПЕРЕОРИЕНТАЦИИ ДИРЕКТОРА НЕМАТИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ.ПЕРЕХОД ФРЕДЕРИКСА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЛАЗЕРНЫХ ПОЛЕЙ
§1. Схемы экспериментов в гомеотропных слоях
нематиков.Методика измерений
§2. Исследование перехода Фредерикса в нематических жидких кристаллах под действием лазерных полей.
Результаты экспериментов
§3. Переориентация директора нематика в поле волны,
локализованной у поверхности

Глава IV. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СЛАБЫХ ЛАЗЕРНЫХ ПУЧКОВ С ОПТИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫМИ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИМИ ЯЧЕЙКАМИ. .87 §1. Принцип работы оптически управляемых жидкокристаллических ячеек с полупроводниковым фотослоем и возможность осуществления обращения волнового
фронта излучения
§2. Эксперимент по восстановлению волнового фронта слабых лазерных пучков при помощи оптически управляемой жидкокристаллической ячейки с фотополупроводниковым слоем
§3. Оптически управляемый интерференционно-поляризационный фильтр на основе жидкого кристалла
Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА СТРУКТУРУ ОРИЕНТИРОВАННОГО
ЖИДКОГО КРИСТАЛЛА
§1. Влияние локального нагрева нематика на проявление
ориентационной нелинейности
§2. Экспериментальное исследование теплового
воздействия лазерного излучения на ориентированный слой холестерика.Тепловая нелинейная
оптическая активность
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Оптические исследования жидких кристаллов (Ж), (преимущественно термотропных) (см. [1-5] ), за последнее время приобрели значительный размах. Использование лазерных источников света значительно расширило область возможных экспериментов,позволяющих изучить разнообразные свойства этих удивительных сред.Основным свойством жидкокристаллических сред,отличающим их от изотропных жидкостей, является наличие ориентационной степени свободы длинных осей молекул,что характеризует их пространственную упорядоченность в жидком анизотропном веществе.Этим обуславливается^ частности,высокая чувствительность структуры Ж к внешним механическим,электрическим, магнитным и термическим воздействиям,что позволяет легко управлять их свойствами.Благодаря этому,жидкие кристаллы в последнее время нашли практическое применение в самых современных областях науки и техники [ 4-б]
Структурные превращения в жидких кристаллах приводят к радикальным изменениям их свойств.При этом наиболее ярко проявляются изменения оптических свойств тонких слоев Ж,чем обусловлен большой интерес к их оптическим исследованиям таких слоев.
В общем ряду оптических методов измерений характеристик вещества особое место занимают нелинейно-оптические методы исследования [7-8] .Получаемая здесь информация является наиболее полной. Эти методы,делая возможным получение информации об отдельных атомах и молекулах и об их взаимодействии,позволяют решать целый ряд принципиальных задач науки и техники.Однако,переложение задач нелинейной оптики на жидкие кристаллы имеет ряд особенностей в связи со специфическим строением этих сред.Результаты исследований жидких кристаллов методами нелинейной оптики [9,10] содержат новую информацию о структуре и симметрии этих сред [II ] .Нелинейные эффекты разных порядков позволяют в области фазовых переходов,

рименте угол между направлением распространения света в воздухе и директором С ТС ИГ ) =20° Модулированное излучение лазера имело параметры 2Д =4мс и ?Г= л) 1 = ХЗмс, где 2Д - длительность импульса.
При включении светового пучка была зарегистрирована самофокусировка в поле прерывистого излучения.Зависимость величины наведенной нелинейной фазы от времени при средней плотности мощное-

ти Р « 300 Вт/см приведена на рис.12. Отметим,что варьирование параметров 2“ и Ти. приводило лишь к изменению времени установления и величины мощности необходимой для появления данного количества колец. Результаты наблюдений хорошо согласуются с теоретическими оценками (см.[25] ).
В более интересном случае частот, а именно в поле излучения второй оптической гармоники импульсного лазера на Ш3+УА& (Я = = 0,53 мкм с параметрами ^ = 12 не, 2" = 80 мс при средней мощности х/~ I мВт приблизительно через 1с появлялись 3 кольца ^размер пучка в ячейке с! ^ 40мкм). При изменении средней мощности от 4 до 6мВт наблюдаемое число колец в среднем увеличивался от 7 до 20. Соответственно изменялись и времена установления: от 0,5с до 0,1с. Для значений же ^ = 12нс и Г = 20мс при вели -чине средней мощности около 24мВт удалось наблюдать до 30 колец.
Нужно отметить, что в случае использования импульсного ОКГ, из-за огромных величин пиковых мощностей в фокусе линзы (.порядка

ГВт/см ) даже при условии очень слабого поглощения, локальный нагрев среды может быть достаточным для искажения явления Хсм.Гл. У).Этим обусловлена наблюдавшаяся в экспериментах нестабильность абберационной картины и ее быстрое исчезновение при больших мощностях.Таким образом,при выполнении условия *2^ 2^ пеРеоРиента~ ция директора в поле импульсного излучения данной средней
и) Случай (. К.УС ) =0 рассмотрен в § 2 Гл.Ш