Спосіб формування рідкокристалічної дифракційної решітки

Спосіб формування рідкокристалічної дифракційної решітки, заснований на дії електричного поля на рідкокристалічний шар із спіральною над 3 20008 4 їхню інтенсивність відповідною зміною напруженополя E молекули починають орієнтуватися сті електричного поля. вздовж ліній напруженості і крок спіралі зростає до На Фіг.1 подана схема пристрою, за допомонескінченості, тобто спіраль розкручується. Отже, гою якої реалізується запропонований спосіб: лаелектричне поле, що прикладене до електродів зер (1), комірка з рідким кристалом (2), екран (3), комірки, буде змінювати крок спіралі й впливати на звуковий генератор (4). профіль щілини. Із зміною профілю щілини відбуНа Фіг.2 подана будова комірки з рідким крисвається перерозподіл енергії світового потоку між талом: скляні пластини (5), провідний шар SnO2 головними максимумами різних порядків. Це до(6), стрічки з діелектрика (7), рідкий кристал (8). зволяє зосередити енергію світлових хвиль у гоКомірка являє собою плоский конденсатор заловних максимумах заданих порядків, послаблювтовшки 15-20мкм. Електроди конденсатора вигоючи при цьому інтенсивність головних максимумів товлені зі скляних пластин (5), на одну з поверхонь інших порядків, в тому числі й нульового. яких нанесено провідний шар SnO2 (6). ДіелектриДля одержання текстури "відбитки пальців" ком конденсатора слугує нематичний рідкий крискомірка з рідким кристалом готується за певною тал (8) з індукованою спіральною надмолекулярметодикою. Спочатку слід очистити поверхні скляною структурою. Товщина міжелектродного них пластин від органічних домішок. Для цього їх проміжку фіксується стрічками (7) з тефлону. Гервитримують 20-30 хвилин у розчині біхромату каметизують комірку по периметру епоксидною смолію в концентрованій сірчаній кислоті, промивають лою, але при цьому треба залишити два отвори: у дистильованій воді й висушують у термошафі. перший - для заповнення комірки рідким кристаПотім збирають плоский конденсатор. лом; другий - для виходу з комірки повітря. ЗаповМолекули нематичного рідкого кристала з понюється комірка рідким кристалом при температулярними кінцевими групами орієнтуються перпенрі, що перевищує температуру фазового переходу дикулярно до поверхні очищених скляних пластин рідкий кристал - ізотропна рідина завдяки дії капіза рахунок диполь-дипольної взаємодії, або за лярних сил. Після цього комірку герметизують порахунок водневих зв'язків. Як тільки на поверхнях вністю. пластин виникає такий моношар, сили міжмолекуРобота даного пристрою за пропонованим лярної взаємодії індукують набуту орієнтацію моспособом відбувається наступним чином. лекул в глибину комірки. Комірку з рідким кристалом (2) розташовують Таку саму орієнтацію молекул нематичного перпендикулярно до площини падіння променя рідкого кристала одержують за допомогою деяких лазера (1) і в прохідному світлі спостерігають на поверхнево-активних речовин, наприклад, цетилекрані (3) дифракційну картину. З метою перерозпирідиній броміду (ЦПБ). Полярна група молекул поділу енергії світлового потоку між максимумами ЦПБ взаємодіє з поверхнею, а довгий аліфатичний заданих порядків на електроди комірки подають ланцюг - з молекулою нематичного рідкого кристазмінну напругу за допомогою звукового генератора ла. Шар розчину ЦПБ в ізопропиловому спирті (4), при цьому, змінюючи напруженість електрич(~1%) заздалегідь наноситься на поверхню електного поля між електродами комірки, контролюють і родів комірки, або ЦПБ розчинюється в рідкому регулюють кількість максимумів та їх інтенсивкристалі в малій кількості (~0,1%). ність. Для нематичного рідкого кристала зі спіральДля одержання керованого перерозподілу ною надмолекулярною структурою орієнтуюча дія енергії світлового потоку між головними максимумоношару обмежується тільки приповерхневою мами заданих порядків надмолекулярну стр уктуру областю, тому розглянуті граничні умови змушунематичного рідкого кристала змінюють на спірають вісь спіралі розташовуватися в площині опорльну шляхом додавання до нього домішки з оптиних поверхонь. При цьому важливою умовою є чно активними молекулами. Змінюючи концентраспіввідношення між значенням кроку спіралі і товцію оптично активного компонента в суміші, щиною комірки: коли крок спіралі є співрозмірним з одержують спіральну структур у з різним значентовщиною комірки, то сили зчеплення молекул з ням кроку Р. За допомогою спеціально створених поверхнею розкручують спіраль; коли крок спіралі граничних умов вісь спіралі орієнтують у площині є значно меншим від товщини комірки, то сили опорних поверхонь комірки. При цьому за допомозчеплення молекул з поверхнею не впливають на гою мікроскопа можна спостерігати текстуру, яку спіральну надмолекулярну стр уктур у зразка в ціназивають "відбитками пальців" (Фіг.3). Внаслідок лому і тому утворюється текстура "відбитки пальповороту молекул рідкого кристала виникає періців". одичність у зміні показника заломлення. Зовнішній Таким чином, запропонований спосіб дозволяє вигляд такої періодичності проявляється в смугах сформувати рідкокристалічну дифракційну решітку з періодичною зміною інтенсивності світла. Тексі регулювати перерозподілом енергії світлового тура "відбитки пальців" являє собою фазову дифпотоку між головними максимумами заданих поракційну решітку з періодом Р/2. Роль щілини відірядків. Використання нематичного рідкого кристаграє смуга, ширина якої дорівнює половині кроку ла з додатною анізотропією діелектричної проникспіралі. ності та змінного електричного поля частотою Значення кроку спіралі змінюють за допомопонад 1000Гц забезпечує стабільність експлуатагою електричного поля. Для нематичних рідких ційних параметрів дифракційної решітки. кристалів з додатною анізотропією діелектричної Джерела інформації: проникності вектор дипольного моменту молекул 1. Блинов Л.М. Электро- и магнитооптика жидспівпадає з напрямом довгої молекулярної осі. ких кристаллов. -М.: Наука, 1978. -384с. Тому із збільшенням напруженості електричного 2. Сонин А.С. Введение в физику жидких крис 5 20008 6 таллов. М.: На ука. -Глав. ред. физико-матем. лит., дифракційні ґратки в демонстраційному експери1983. -320с. менті //Фізика і астрономія в школі. -2004. -№5 3. Ситников О.П. Керовані електричним полем С.29-31. Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601