Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОРИЕНТАЩОННОЙ РЕЛАКСАЦИИ НЕМАТШЕСКИХ ЖИДКИХ КРИСТАЛЛОВ.
1.1. Процессы переориентации нематиков под действием ориентирующих факторов.
1.1.1. Переориентация тематического жидкого кристалла под действием магнитного поля 7
1.1.2. Ориентационные изменения НЖ в сдвиговом течении 10
1.1.3. Особенности воздействия электрического поля на ориентационную структуру Ж 13
1.2. Теоретические представления о природе акустооптических явлений в Ж 22
1.3. Экспериментальные, исследования акустооптических эффектов в жидких кристаллах 31
1.4. Постановка задачи исследования 44
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ.
2.1. Экспериментальная установка для исследований акустооптических явлений в электрическом поле 47
2.2. Методика измерений. Изготовление ячеек 58
2.3. Контрольные измерения и оценка погрешностей.64
З ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕИШНГАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АКУСТООПТИЧЕСКЮС ЭФФЕКТОВ В НЕМАТИКЕ В ПРИСУТСТВИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
3.1. Стационарные характеристики акустооптических эффектов 73
3.2. Временные характеристики процесса нарастания интенсивности оптического сигнала под действием ультразвука 82
3.3. Временные изменения оптической интенсивности при одновременном включении ультразвука и электрического поля 88
3.4. Изменения оптической интенсивности после прекращения действия ультразвука 93
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ОРИЕНТАЦИОБНОЙ РЕЛАКСАЦИИ.
4.1. Основы подхода к описанию процессов ориентационной релаксации НЖК в присутствии электрических и акустических полей 109
4.2. Стационарные изменения структуры слоя БЖК при комбинированном воздействии электрического поля и ультразвука III
4.3. Кинетика процесса переориентации нематика под действием ультразвука и электрического
поля 119
4.4. Ориентационная релаксация нематика под действием ограничивающих поверхностей 131
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 141
ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ. 143
ЛИТЕРАТУРА 145
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Введение к работе
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 экспериментально практически не рассматривались, хотя именно эти параметры 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 ориентащонной релаксации в жидких кристаллах при воздействии комплекса ориентирующих факторов различной природы. Последнее, в свою очередь, необходимо для проверки ряда существующих положений теории жидкокристаллического состояния и их дальнейшего совершенствования.
Таким образом информация, получаемая при исследовании процессов переориентации Ж под действием ультразвука и электрического поля, имеет важное научное и прикладное значение. Настоящая работа посвящена решению ряда аспектов этой проблемы.
Научная новизна. Разработана методика и создана экспериментальная установка для исследования акустооптического эффекта в электрическом поле в геометрии, когда волновой вектор акустических колебаний ортогонален директору невозмущенного нематика и направлению распространению света. Исследовано влияние электрического поля на временные характеристики процесса переориентации гомеотропного слоя (МЕЕА), под действием ультразвуковых колебаний, частотой 400 кГц. В ходе исследования впервые получены следующие результаты:
1) Существенное увеличение времени нарастания и спада интенсивности света при акустооптическом эффекте, с приближением напряжения электрического поля, подаваемого на ячейку, к значению, соответствующему переходу Фредерикса, как в области 1Гэ 4 Ыэ , так и для
2) Показатель степенной зависимости интенсивности прошедшего через ячейку света от напряжения на пьезопреобразователе "Ua не зависит от напряжения электрического поля и соответствует значению (8,0), предсказываемому теорией.
3) В рамках представлений о том, что наблюдаемый акустооптический эффект обусловлен акустическими течениями, решена задача о переориентации нематика под действием ультразвука и электрического поля. 4) Получены выражения качественно, а по ряду параметров и количественно объясняющие наблюдавшиеся экспершлентально, зависимости как стационарных так и динамических характеристик.
Автор защищает. Результаты методических разработок и экспериментальных исследований влияния электрических полей на стационарные и динамические характеристики акустооптического эффекта в слое БЖ. Результаты теоретического анализа процессов ориентационной релаксации в нематике, при совместном действии ультразвука и электрического поля.
