© 2010 г. Г. В. Симоненко, канд. физ.-мат. наук
Саратовский государственный университет, г. Саратов
Е-mail: simonenko@optics.sgu.ru
Предложен эффективный подход к моделированию оптических характеристик устройств отображения информации на жидких кристаллах, сочетающий в себе использование двух матричных методов – Берремана и Джонса. При этом предлагается использовать следующую схему расчета. Вся неоднородная анизотропная система разделяется на плоскопараллельные изотропные и анизотропные слои. Для описания распространения света через изотропные слои используется классический метод матриц Джонса, а для расчета распространения света через анизотропные слои – матрицы Джонса, рассчитанные на основе матриц Берремана. При необходимости учесть многолучевую интерференцию в изотропных слоях для расчета матриц Джонса таких систем применяется метод матриц Абелеса, в анизотропных слоях соответствующие матрицы Джонса рассчитываются с использованием канонического метода Берремана.
Ключевые слова: матричная оптика, жидкие кристаллы, анизотропные среды, моделирование.
Коды OCIS: 160.3710, 230.3720.
УДК 535.361; 610.849.19; 618.723
Поступила в редакцию 26.03.2009.
Modelling the optical responses of electrooptic effects of liquid-crystal cells
G. V. Simonenko
This paper proposes an efficient approach to the modelling of the optical responses of information-display devices based on liquid crystals that combines the use of two matrix methods--the Berreman method and the Jones method. It is proposed in this case to use the following calculation scheme: The entire inhomogeneous anisotropic system is divided into plane-parallel isotropic and anisotropic layers. The classical Jones-matrix method is used to describe light propagation through the isotropic layers, and Jones matrices calculated on the basis of the Berreman matrices are used to calculate light propagation through the anisotropic layers. The Abeles-matrix method is used when it is necessary to take into account multibeam interference in the isotropic layers in order to calculate the Jones matrices of such systems; in the anisotropic layers, the corresponding Jones matrices are calculated using the canonical Berreman method.
ЛИТЕРАТУРА
1. Berreman D.W. Optics in Stratified and Anisotropic Media: 4Ч4-Matrix Formulation // J. Opt. Soc. Am. 1972. V. 62. № 4. Р. 502–510.
2. Цой В.И. Методика расчета оптических свойств жидкокристаллических индикаторов, работающих на основе двулучепреломления закрученных структур // Тез. докл. 5-й конф. Социалистических стран по жидким кристаллам, Одесса, 10–15 октября 1983 г. 1983. Т. 1. Ч. 2. С. 84.
3. Wцhler H., Haas G., Fritsch M., Mlynski D.A. Faster 4×4 matrix method for uniaxial inhomogeneous media // J. Opt. Soc. Amer. 1988. V. A5. № 9. P. 1554–1557
4. Палто С.П. Алгоритм решения оптической задачи для слоистых анизотропных сред // ЖЭТФ. 2001. Т. 119. № 4. С. 638–684.
5. Сидоров Н.К. Простые выражения для расчета индикатрисы показателей преломления при генерации второй гармоники в двуосных кристаллах // Квант. электрон. 1992. Т. 22. № 9. С. 818–819.
6. Яковлев Д.А. Метод расчета матриц Мюллера отражения и пропускания квазимонохроматического света планарной структурой состоящей из “тонких” и “толстых” слоев // Опт. и спектр. 1988. Т. 64. № 3. С. 51–60.
7. Lien A.J. The general and simplified Jones matrix representations for the high pretilt twisted nematic cell // J. Appl. Phys. 1990. V. 67. № 6. Р. 2853– 2856.
8. Gharadjedaghi F. Computer simulation of a nematic guest – host display // J. Appl. Phys. 1983. V. 54. № 9. Р. 4989–4993.
9. Ong Hiap Liew. Elimination of Fabry-Perot effect in 4Ч4 propagation matrix method and its application to liquid crystal displays // Jap. J. Appl. Phys. Pt. 1. 1994. V. 33. № 2. P. 1085–1087.
10. Яковлев Д.А. Эффективный метод расчета поляризационно-оптических свойств нематических слоев с одномерной деформацией поля директора// Опт. и спектр. 1991. Т. 71. № 5. С. 788–792.
11. Симоненко Г.В., Яковлев Д.А., Цой В.И., Финкель А.Г., Мельникова Г.И. Моделирование жидкокристаллических индикаторов на основе матриц когерентности и Джонса // Электрон. техн. Сер. 4. 1988. В. 2. С. 36–41.
12. Азам Р., Башара Н. Эллипсомерия и поляризованный свет. М.: Мир, 1983. 580 с.
13. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. М.: Мир, 1987. 616 с.
14. Chigrinov V.G. Liquid crystal devices. Physics and applications // Boston-London: Artech House, 1999. 359 p.
ПОЛНЫЙ ТЕКСТ
