Керування інтенсивністю лазерного випромінювання у рідкокристалічних вентилях при записі об’ємної динамічної ґратки
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe68.7.474Ключові слова:
нематичнi рiдкi кристали, двопучкова взаємодiя, динамiчнi ґратки, дифракцiйна ефективнiстьАнотація
Експериментальнi дослiдження номiнально чистих нематичних рiдких кристалiв (НРК) пiдтверджують запис динамiчних голографiчних ґраток у комiрках як з гомеотропною орiєнтацiєю, так i з планарною. Пояснення можна знайти, виходячи iз фоторефрактивного механiзму запису ґратки, особливiстю якого являється формування нерiвноважного заряду на поверхнi пiдкладинки комiрки пiд дiєю просторово неоднорiдного свiтлового поля. Поява внутрiшнього тангенцiального електричного поля (вздовж пiдкладинок комiрки), разом iз зовнiшнiм електричним полем, що прикладається нормально до пiдкладинок комiрки, вiдкриває додатковi можливостi у керуваннi напрямку вектора результуючого електричного поля. В данiй роботi розроблена i аналiзується модель змiни iнтенсивностей лазерних променiв при їх самодифракцiї i дифракцiї на динамiчнiй ґратцi, створенiй в НРК. Динамiчна фазова ґратка формується завдяки орiєнтацiйному механiзму двозаломлення в НРК при двопучковiй взаємодiї лазерних променiв, що утворюють просторово перiодичну iнтерференцiйну картину дiючого свiтлового поля. Результати проведених розрахункiв вихiдних iнтенсивностей лазерних променiв в перших порядках самодифракцiї i дифракцiї добре узгоджуються з експериментальними вимiрюваннями. Зокрема, вони пояснюють залежнiсть дифракцiйної ефективностi вiд величини зовнiшньої прикладеної напруги, що має добре виражений максимум.
Посилання
J.C. Jones. Liquid Crystal Displays (Taylor and Francis Group, 2018).
Iam-Choon Khoo, Liquid Crystals (John Wiley and Sons, 2022).
https://doi.org/10.1002/9781119705819
L.M. Blinov. Structure and Properties of Liquid Crystals (Springer, 2011).
https://doi.org/10.1007/978-90-481-8829-1
A. Lininger, A.Y. Zhu, J.-S. Park, G. Palermo, S. Chatterjee, J. Boyd, F. Capasso, G. Strangi. Optical properties of metasurfaces infiltrated with liquid crystals. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 25, 20390 (2020).
https://doi.org/10.1073/pnas.2006336117
G. Klimusheva, S. Bugaychuk, Yu. Garbovskiy, O. Kolesnyk, T. Mirnaya, A. Ishchenko. Fast dynamic holographic recording based on conductive ionic metal-alkanoate liquid crystals and smectic glasses. Opt. Lett. 31, 235 (2006).
https://doi.org/10.1364/OL.31.000235
Fengfeng Yao, Rongqu Hong, Yunpen Gao, Zhaoheng Wang, Yanbo Pei, Chunfeng Hou et al. Dynamic holographic liquid crystal device containing nanoscale CuPc film. Liq. Cryst. 46, 1108, (2019).
https://doi.org/10.1080/02678292.2018.1556820
S. Residori, U. Bortolozzo, J.P. Huignard. Liquid crystal light valves as optically addressed liquid crystal spatial light modulators: optical wave mixing and sensing applications. Liq. Cryst. Rev. 6, 1 (2018).
https://doi.org/10.1080/21680396.2018.1496041
J. Parka, T. Grudniewski, Yu. Kurioz, R. Dabrowski. Optically addressed holographic gratings in LC cells with different layers and high optical anisotropy liquid crystals. Opto-Electron. Rev. 12, 317 (2004).
S.B. Abbott, K.R. Daly, G. D'Alessandro, M. Kaczmarek, D.C. Smith. Hybrid liquid crystal protorefractive system for the photorefractive coupling of surface plasmon polaritons. J. Opt. Soc. Am. B 29, 1947 (2012).
https://doi.org/10.1364/JOSAB.29.001947
U. Bortolozzo, S. Residori, J.P. Huignard. Beam coupling in photorefractive liquid crystal light valves. J. Phys. D 41, 224007 (2008).
https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/22/224007
D. Psaltis, D. Brady, XG. Gu, S. Lin. Holograpphy in artificial neural networks. Nature 343, 325 (1990).
https://doi.org/10.1038/343325a0
F. Laporte, J. Dambre, P. Bienstman. Simulating self-learning in photorefractive optical reservoir computers. Sci. Rep. 11, 2701 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41598-021-81899-w
J. Frejlich. Photorefractive Materials: Fundamental Concepts, Holographic Recording and Materials Characterization (Wiley-Interscience Publication, 2007).
https://doi.org/10.1002/0470089067
F. Simoni, L. Lucchetti. Photorefractive Effects in Liquid Crystals. in Photorefractive Materials and Their Applications 2. Edited by P. G¨unter, J.-P. Huignard (Springer, 2007), p. 571.
https://doi.org/10.1007/0-387-34081-5_16
P. Korneychuk, O. Tereshchenko, Yu. Reznikov, V. Reshetnyak, K. Singer. Hidden surface photorefractive gratings in a nematic liquid crystal cell in the absence of a deposited alignment layer. J. Opt. Soc. Am. B 23, 1007 (2006).
https://doi.org/10.1364/JOSAB.23.001007
Y.J. Liu, X.W. Sun. Holographic polymer-dispersed liquid crystals: materials, formation, and applications. Adv. Optoelectron. 2008, 684349 (2008).
https://doi.org/10.1155/2008/684349
R.L. Sutherland, B. Hagan, W.J. Kelly, B. Epling. Switchable polymer-dispersed liquid crystal optical elements. US Patent No. US007265903B2, Sep. 4, 2007.
S. Bugaychuk, A. Iljin, O. Lytvynenko, L. Tarakhan, L. Karachevtseva. Enhanced nonlinear optical effect in hybrid liquid crystal cells based on photonic crystal. Nanosc. Res. Lett. 12, 1 (2017).
https://doi.org/10.1186/s11671-017-2217-3
S. Bugaychuk, L. Viduta, A. Gridyakina, H. Bordyuh, V. Styopkin, L. Tarakhan, V. Nechytaylo. Faster nonlinear optical response in liquid crystal cells containing gold nano-island films. Appl. Nanosci. 10, 4965 (2020).
https://doi.org/10.1007/s13204-020-01384-0
S. Bugaychuk, L. Viduta, L. Tarakhan, V. Cherepanov, A. Gridyakina, H. Bordyuh, A. Iljin, V. Nechytaylo. Optical linear and nonlinear properties of hybrid liquid crystal cells containing gold island films. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 696, 93 (2020).
https://doi.org/10.1080/15421406.2020.1731096
S. Bugaychuk, S. Kredentser, Y. Kurioz, A. Gridyakina, H. Bordyuh, L. Viduta, V. Styopkin, D. Zhulai. Recording of dynamic and permanent gratings in composite LC cells containing gold nano-island films. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 750, 23 (2023).
https://doi.org/10.1080/15421406.2022.2073033
Yu. Kurioz, S. Bugaychuk, S. Kredentser, H. Bordyuh, A. Gridyakina, V. Styopkin, L. Viduta. Effect asymmetry of diffraction efficiency in LC cells with different command surfaces. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 748, 29 (2022).
https://doi.org/10.1080/15421406.2022.2067658
A.S. Sonin. Introduction to the Liquid Crystal Physics (Nauka, 1983) (in Russian).
P.G. De Gennes, J. Prost The Physics of Liquid Crystals (Oxford University Press, 1993).
S. Bugaychuk, V. Mystetskyi. Kinetics of dynamic refractive index gratings in nematic liquid crystals in spatially inhomogeneous electric fields. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 747, 64 (2022).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
