Управляемое электрическим полем рассеяние света в

УДК 535.14 (06) Фотоника и информационная оптика
И.А. ЩЕГЛОВИТОВ
Научный руководитель – А.Л. АНДРЕЕВ1, к.ф.-м.н.
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
1
Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва
УПРАВЛЯЕМОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ
РАССЕЯНИЕ СВЕТА В ГЕЛИКОИДАЛЬНЫХ
СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ
Рассматривается рассеяние света на динамической доменной структуре, которая возникает при
нелинейном процессе переориентации директора в сегнетоэлектрических жидких кристаллах (СЖК) в
переменном электрическом поле. Выбор оптимального режима электрического управления позволяет
включать и выключать процесс рассеяния за 150÷200 мкс при напряженности поля 6 В/мкм, и, при
определенном соотношении между амплитудой и длительностью знакопеременных импульсов
управляющего напряжения, работать в бистабильном режиме.
В работе рассматривается процесс рассеяния на динамической доменной структуре, которая возникает
при нелинейной деформации геликоида в жидких кристаллах смектического типа с сегнетоэлектрическими
свойствами (СЖК) в переменном электрическом поле. Светорассеянием появляется после изменения знака
поля и исчезает при увеличении напряженности поля, когда заканчивается формирование однородной
структуры [1, 2].
Эффективность светорассеяния (контрастное отношение) и светопропускание электрооптической ячейки
в режиме переходного рассеяния определяются как частотой, так и амплитудой управляющего напряжения.
При определенном соотношении между амплитудой и длительностью знакопеременных импульсов
управляющего напряжения, упругой энергией геликоида и спонтанной поляризацией СЖК, процесс
рассеяния имеет бистабильный характер [1].
Это означает, что оба оптических состояния структуры как с максимальным светопропусканием, так и с
максимальной эффективностью светорассеяния, сохраняются в течении нескольких секунд после
выключения электрического поля или до прихода импульса противоположной полярности (рис. 1).
Рис. 1. Осциллограммы управляющего напряжения (внизу) и электрооптического отклика (вверху) при
бистабильном режиме переключения. Управляющее напряжение: знакопеременные импульсы с амплитудой
 80 В. Верхний уровень электрооптического отклика – рассеивающее состояние, нижний – пропускающее.
Масштаб по оси x: 1 деление – 500 мкс. Толщина электрооптической ячейки 13 мкм. Шаг геликоида СЖК
0,45 мкм, спонтанная поляризация 150 нКл/см2
Рассеяние на динамической доменной структуре, которая возникает в процессе нелинейной деформации
геликоида СЖК в переменном электрическом поле характеризуется не только высоким быстродействием
(времена включения и выключения процесса рассеяния не превышают 150 мкс при напряженности поля 6
В/мкм) и хорошей эффективностью светорассеяния (контрастное отношение порядка 100:1), но и
возможностью работать в бистабильном режиме, когда переключение электрооптического модулятора из
пропускающего в рассеивающее состояние осуществляется при изменении полярности импульса
управляющего напряжения.
Список литературы
УДК 535.14 (06) Фотоника и информационная оптика
1. Андреев А.Л., Бобылев Ю.П., Компанец И.Н., Пожидаев Е.П., Федосенкова Т.Б., Шошин В.М.,
Шумкина Ю.П.. Управляемое электрическим полем рассеяние света в сегнетоэлектрических жидких
кристаллах. Оптический журнал. Т.72. № 9. 2005. С.58-65.
2. Andreev A.L., Bobylev Yu.P., Fedosenkova T.B., Gubasaryan N.A., Kompanets I.N., Pozhidaev E.P.,
Shoshin V.M., Shumkina Yu.P. Ferroelectric liquid crystals as a material for volumetric displays. SID’05 Symposium Digest. V.36. Book 1. 2005. P.161-163.