Электрооптические свойства жидкокристаллических слоев со случайными планарными условиями на границах

• Автор: Шерман, Мария Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор объектов и методов исследования
1 Л. Нематические и холестерические жидкие кристаллы. Ориентация ЖК у границ раздела. Ориентация ЖК электрическим полем
1.2. Континуальная теория деформации ЖК. Компьютерное моделирование деформации поля ЖК директора под действием электрического поля
1.3. ЕСВ эффект. Управляемые интерференционно-поляризационные фильтры на жидких кристаллах
1.4. Шлирен-структура нематических ЖК. Дисклинации
1.5. Основные типы холестерических текстур, реализующихся при планарных граничных условиях
1.6. Оптические свойства холестерических слоев с регулярной планарной текстурой
1.7. Известные применения нематических и холестерических RPA-слоев
1.8. Эквидоменная модель RPA-слоев. Квазиэквидоменные ЖК слои
1.9. Методики поляризационных исследований образцов
1.9.1. Основы использованной методики структурного анализа
1.9.2. Характеризация макроскопических поляризационнооптических свойств образцов
1.9.3. Система микроскопического поляризационного картографирования анизотропных сред
Глава 2. Оптические свойства мультидоменных слоев со случайными планарными граничными условиями
2.1. Образцы
2.2. Специфические макроскопические оптические свойства RPA-слоев. Визуальные наблюдения
2.3. Спектральные и поляризационные исследования
2.4. Теоретическое описание свойств мультидоменных слоев со случайными планарными граничными условиями
Глава 3. Макроскопические оптические свойства нематических и холестерических RPA-слоев в электрическом поле
3.1. Эквидоменная модель электрооптического отклика RPA-слоев
3.2. Образцы
3.3. Спектральные измерения. Сравнение с эквидоменной
теорией
3.3.1. Нематические ячейки
3.3.2. Холестерические ячейки
3.4. Возможные применения обнаруженных эффектов. Эффективный спектральный диапазон. Времена отклика
3.4.1. Нематические RPA ячейки как управляемые светофильтры и диффузоры
3.4.2. Рабочий спектральный диапазон
3.4.3. Времена отклика
Глава 4. Микроскопические исследования мультидоменных структур с планарной ориентацией на границах
4.1. Структура RPA-слоёв в отсутствие поля
4.1.1. Нематические слои
4.1.2. Холестерические слои
4.2. Структура нематических RPA-слоёв при наложении электрического поля
Заключение
Библиографический список используемой литературы

Введение
Актуальность темы. Цели и задачи работы
В настоящее время, благодаря своим уникальным электрооптическим свойствам, жидкие кристаллы (ЖК) используются во многих оптических устройствах (дисплеи, амплитудные и фазовые модуляторы, управляемые светофильтры, устройства управления поляризацией, дефлекторы и т.д.) [1-9], и постоянно обнаруживаются новые интересные эффекты, еще более расширяющие область практического использования ЖК.
Одним из потенциально полезных эффектов является рассматриваемый в данной работе эффект спектральной фильтрации, наблюдающийся на тонких мелкодоменных нематических ЖК слоях со случайными планарными граничными условиями, которые реализуются в ЖК ячейках с ненатер-тыми полимерными ориентирующими слоями. Нематические и холестерические слои, реализующиеся при таких граничных условиях, мы будем условно называть RPA (randomly planarly aligned) слоями. Эффект спектральной фильтрации на нематических RPA-слоях был впервые описан в статье [10] автором данной диссертации в соавторстве с Д. А. Яковлевым. В этой статье было экспериментально показано, что тонкие нематические RPA-слои могут обладать смешанным, диффузно-направленным, характером пропускания с сильной квазипериодической зависимостью коэффициента пропускания для нерассеянной компоненты (коллимированного пропускания) от частоты падающего света. Ввиду выраженного квазипериодического характера спектров коллимированного пропускания мы условно назвали данный эффект CSS (channeled spectrum scattering). Характерной особенностью CSS является большая амплитуда спектральной модуляции интенсивности нерассеянной компоненты: в спектральных областях, соответствующих максимумам коллимированного пропускания, почти весь свет проходит через ЖК слой без

1.9. Методики поляризационных исследований образцов
При исследовании макроскопических поляризационно-оптических свойств образцов и их микроструктуры были использованы методы, описанные в работах [81-85]. Во всех этих методиках используется схема измерений «линейный поляризатор - образец - линейный анализатор» (PSA), они имеют общую теоретическую основу, похожие представления регистрируемых характеристик и похожие наборы параметров, служащие для характеризации образцов. Теоретические основы этих методик вкратце изложены в разделе
1.9.1. В разделе 1.9.2 более детально изложена используемая методика измерения макроскопических спектрально-поляризационных свойств образцов. В разделе 1.9.3 вкратце описаны метод исследования микроструктуры образцов и система измерений, использованные в данной работе.
1.9.1. Основы использованной методики структурного анализа
Рассмотрим идеализированную схему измерений, показанную на рис.
1.9. Пучок неполяризованного квазимонохроматического света проходит через поляризатор и попадает на образец. Прошедший через зондируемую область образца свет или какая-то часть прошедшего света (если образец является рассеивающим) проходит через анализатор и попадает в фотодетектор. Используя формализм векторов Стокса - матриц Мюллера, можно показать, что для данной схемы измерений при очень общих условиях зависимость сигнала фотодетектора (iPD) от углов ориентации поляризатора (3) и анализатора (б1) может быть выражена формулой
iPD = В0 + В1 cosr] + В2 cos + Въ sin77 + ВА sin + (116)
+В5 cos 23 + В6 sin 23 + B2 cos 23'+ Bs sin 23',
r1 = 2{3-3’), £ = 2(3 + 3’), (1.17)