УДК: 532.783, 535.771, 535.36

Применение метода Вентцеля–Крамерса–Бриллюэна для анализа пропускания и отражения света слоем жидкокристаллических капель, диспергированных в полимерной матрице

Лойко В.А., Конколович А.В., Мискевич А.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Лойко В.А., Конколович А.В., Мискевич А.А. Применение метода Вентцеля–Крамерса–Бриллюэна для анализа пропускания и отражения света слоем жидкокристаллических капель, диспергированных в полимерной матрице // Оптический журнал. 2011. Т. 78. № 7. С. 48–55.

Loiko V.A., Konkolovich A.V., Miskevich A.A. Using the Wentzel–Kramers–Brillouin method to analyze the transmission and reflection of light by a layer of liquid-crystal drops dispersed in a polymeric matrix [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2011. V. 78. № 7. P. 48–55.

Ссылка на англоязычную версию:

V. A. Loĭko, A. V. Konkolovich, and A. A. Miskevich, "Using the Wentzel–Kramers–Brillouin method to analyze the transmission and reflection of light by a layer of liquid-crystal drops dispersed in a polymeric matrix," Journal of Optical Technology. 78(7), 455-459 (2011). https://doi.org/10.1364/JOT.78.000455

Аннотация:

Рассмотрено пропускание и отражение света слоем сферических капель нематического жидкого кристалла, диспергированных в полимерной связующей матрице. Разработана оптическая модель анализа коэффициентов когерентного пропускания и отражения света при нормальном освещении неполяризованным световым излучением, основанная на обобщении приближения Вентцеля–Крамерса–Бриллюэна на векторный случай. Получены аналитические выражения для элементов амплитудной матрицы при рассеянии света в направлениях строго вперед и назад для капель жидкого кристалла с однородной конфигурацией директора. Для нематических капель с более сложной конфигурацией директора при описании элементов матрицы рассеяния использовано приближение эффективной среды. Проанализированы коэффициенты когерентного пропускания и отражения света монослойными пленками при различной ориентации оптических осей капель.

Ключевые слова:

капсулированные в полимере жидкие кристаллы, раcсеяние света, приближение Вентцеля–Крамерса–Бриллюэна

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке Беларуского республиканского фонда фундаментальных исследований в рамках проекта Ф10Р-019.

Коды OCIS: 230.3720, 160.3710

Список источников:

1. Блинов Л.М. Электро- и магнитооптика жидких кристаллов. М.: Наука, 1978. 384 с.
2. Томилин М.Г., Пестов С.М. Свойства жидкокристаллических материалов. СПб.: Политехника, 2005. 296 с.
3. Пикин С.А. Структурные превращения в жидких кристаллах. М.: Наука, 1981. 336 с.

4. Беляков В.А., Сонин А.С. Оптика холестерических жидких кристаллов. М.: Наука, 1982. 360 с.
5. Emelyanenko A.V. Theory for the evolution of ferroelectric, antiferroelectric, and smectic phases in electric field // Phys. Rev. E. 2010. V. 82. P. 0317101–03171018.
6. Жаркова Г.М., Сонин А.С. Жидкокристаллические композиты. Новосибирск: Наука, 1994. 214 c.
7. Simoni F. Nonlinear Properties of Liquid Crystals and Polymer Dispersed Liquid Crystals. Singapore: World Sci., 1997. 259 p.
8. Ковальчук А.В., Курик М.В., Лаврентович О.Д. Капсулированные нематические жидкие кристаллы: новый класс устройств отображения оптической информации // Зарубежная радиоэлектроника. 1989. № 5. С. 45–58.
9. Zyryanov V.Ya, Smorgon S.L., Shabanov V.F. Elongated Films of Polymer-Dispersed Liquid Crystals as Scattering Polarizers // Molecular Engineering. 1992. V. 1. P. 305–310.
10. Афонин О.А., Яковлев Д.А. Поляризация света ориентированными пленками ДПНЖК // ЖТФ. 1993. Т. 63. В. 8. С. 46–55.
11. Basile F., Bloisi F., Vicari L., Simoni F. Optical phase shift of polymer-dispersed liquid crystals // Phys. Rev. E. 1993. V. 48. № 1. P. 432–438.
12. Зырянов В.Я., Жуйков В.А., Сморгон С.Л., Шабанов В.Ф. Термооптическая запись информации в капсулированных полимером холестерических жидких кристаллах // ЖТФ. 1996. Т. 66. В. 8. С. 99–106.
13. Smorgon S.L., Zyryanov V.Ya, Shabanov V.F., Pozhidaev E.P. Light modulators based on polymer dispersed ferroelectric liquid crystals // Proc. SPIE. 1996. V. 2731. P. 188–194.
14. Presnyakov V.V., Galstian T.V. Variable focal length lens based on polymer-stabilized nematic liquid crystals // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2004. V. 413. P. 435–441.
15. Khan A., Shiyanovskaya I., Schneider T., Montbach E., Davis D.J., Miller N., Marhefka D., Ernst T., Nicholson F., Doane J.W. Progress in flexible and drapable reflective cholesteric displays // Journal of the SID. 2007. V. 15. № 1. P. 9–16.
16. Zumer S., Doane J.W. Light scattering from a small nematic droplet // Phys. Rev. A. 1986. V. 34. № 4. P. 3373–3386.
17. Zumer S. Light scattering from nematic droplets: Anomalous-diffraction approach // Phys. Rev. A. 1988. V. 37. № 10. P. 4006–4015.
18. Яковлев Д.А., Афонин О.А. Метод расчета амплитудной матрицы рассеяния для неоднородных анизотропных частиц в приближении аномальной дифракции // Опт. и спектр. 1997. Т. 82. № 1. С. 86–92.
19. Meeten G.H. Small-angle light scattering by spherulites in the anomalous diffraction approximation // Optica Acta. 1982. V. 29. № 6. P. 759–770.
20. Klett J.D., Sutherland R.A. Approximate methods for modeling the scattering properties of nonspherical particles: evaluation of the Wentzel–Kramers–Brillouin method // Appl. Opt. 1992. V. 31. № 3. P. 373–386.
21. Лопатин В.Н., Шаповалов К.А. Интегральная индикатриса светорассеяния “мягких” частиц в малоугловой области // Опт. и спектр. 1995. Т. 78. № 5. C. 817–821.
22. Лопатин В.Н., Шепелевич Н.В. Следствие интегрального волнового уравнения в приближении Вентцеля–Крамерса–Бриллюэна (ВКБ) // Опт. и спектр. 1996. Т. 81. № 1. C. 115–118.
23. Лойко В.А., Конколович А.В., Мискевич А.А. Восстановление параметров порядка монослоя жидкокристаллических капель с подвижными полюсами // ЖЭТФ. 2007. Т. 132. В. 4(10). С. 966–977.
24. Лойко В.А., Машке У., Зырянов В.Я., Конколович А.В., Мискевич А.А. Малоугловое рассеяние света в полимерных пленках с каплями жидкого кристалла // ЖЭТФ. 2008. Т. 134. В. 4(10). С. 806–814.
25. Loiko V.A., Konkolovich A.V., Miskevich A.A. Order parameter of elongated liquid crystal droplets: The method of retrieval by the coherent transmittance data // Phys. Rev. E. 2006. V. 74. P. 0317041–0317047.
26. Loiko V.A., Miskevich A.A. Light propagation through a monolayer of discrete scatterers: analysis of coherent transmission and reflection coefficients // Appl. Opt. 2005. V. 44. № 18. P. 3759–3768.
27. Иванов А.П., Лойко В.А., Дик В.П. Распространение света в плотноупакованных дисперсных средах. Минск: Наука и техника, 1988. 191 c.
28. Зеге Э.П., Кохановский А.А. Модель амплитудно-фазового экрана в оптике плотноупакованных сред // Опт. и спектр. 1991. Т. 70. В. 3. С. 623–627.
29. Loiko V.A., Konkolovich A.V. Propagation of polarized Light through the PDFLC Monolayer // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1998. V. 320. P. 337–354.

30. Loiko V.A., Konkolovich A.V. Interference effect of coherent transmittance quenching: theoretical study of optical modulation by surface ferroelectric liquid crystal droplets // Journ. Phys. D: Appl. Phys. 2000. V. 33. P. 2201–2210.
31. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. М.: Мир, 1981. Т. 1. 280 с.
32. Хюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: Изд. Ин. Лит., 1961. 536 с.