en
Назад
DOI: 10.17586/1023-5086-2021-88-01-44-52
УДК: 535.421, 535-45, 532.738
Дифракционные решетки с поверхностным микрорельефом из оптически анизотропного материала
Полный текст «Оптического журнала»
Полный текст на elibrary.ru
Публикация в Journal of Optical Technology
Беляев В.В., Соломатин А.С., Kumar S., Чаусов Д.Н., Беляев А.А., Маргарян А.Л., Акопян Н.Г. Дифракционные решетки с поверхностным микрорельефом из оптически анизотропного материала // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 1. С. 44–52. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-01-44-52
Belyaev V.V., Solomatin A.S., Kumar S., Chausov D.N., Belyaev A.A., Margaryan A.L., Akopiyan N.G. Diffraction gratings made from optically anisotropic material with surface microrelief [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 1. P. 44–52. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-01-44-52
V. V. Belyaev, A. S. Solomatin, S. Kumar, D. N. Chausov, A. A. Belyaev, A. L. Margaryan, and N. G. Akopyan, "Diffraction gratings made from optically anisotropic material with surface microrelief," Journal of Optical Technology. 88(1), 30-36 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000030
Выполнен расчет дифракции поляризованного света, проходящего через оптически анизотропную подложку с поверхностным микрорельефом с использованием программы Exedeep (оптически анизотропные решетки с поверхностным микрорельефом). Определены параметры дифракции в разных порядках дифракции прошедших и отраженных ТЕ- и ТМ-волн для материалов как с положительной, так и отрицательной оптической анизотропией. Такими материалами могут быть низко- и высокомолекулярные каламитические и дискотические жидкие кристаллы. Результаты моделирования используются для создания дифракционных оптических элементов, работающих в видимом, инфракрасном и терагерцовом диапазонах.
дифракция, двулучепреломление, микрорельеф, ТЕ- и ТМ-волна
Коды OCIS: 050.1970
Список источников:1. Павлычева Н.К. Спектральные приборы с неклассическими дифракционными решетками. Казань: изд. Казанского государственного технического университета, 2003. 198 с.
2. Езерская А.А., Иванов Д.В., Беспалов В.Г. и др. Дифракция однопериодных терагерцовых электромагнитных волн // Оптический журнал. 2011. Т. 78. № 8. С. 109–117.
3. Муслимов Э.Р., Белокопытов А.А., Саттаров Ф.А. и др. Схема записи дифракционной решетки с переменным шагом штрихов для дальнего ультрафиолетового диапазона спектра // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 3. С. 41–46.
4. Никитин П.А. Обратная коллинеарная акустооптическая дифракция квазимонохроматического излучения // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 3. С. 8–12.
5. Васильев П.Я., Каманина Н.В., Савинов В.П., Серов С.В., Студёнов В.И. Дифракционые отклики органических систем с нанообъектами // Электронный ресурс: http://www.nanometer.ru/2009/09/10/organicheskie_plenki_s_fullerenami_i_nanotrubkami_vzaimodejstvie_izluchenia_s_veshestvom_difrakcionnie_otkliki_156795.html
6. Каманина Н.В., Зубцова Ю.А., Шурпо Н.А. и др. Структурные, спектральные и фоторефрактивные свойства нано- и биоструктурированных органических материалов, включая жидкие кристаллы // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2014. Т. 14. № 1. С. 5–12.
7. Каманина Н.В., Василенко Н.А. Жидкокристаллический пространственно-временной модулятор света на основе фуллеренсодержащего полиимида для голографической записи информации // Патент России № 2184988. 2002.
8. Маргарян А.Л., Абрамян В.К., Оганесян Д.Л. и др. Запись геометрических фазовых элементов на основе жидкокристаллических полимеров // Известия НАН Армении. Физика. 2017. Т. 52. № 3. С. 353–360.
9. Маргарян А.Л., Абрамян В.К., Акопян Н.Г. и др. Метод оптической записи упорядоченных микроструктур на основе жидкокристаллического полимера // Известия НАН Армении. Физика. 2019. Т. 54. № 1. С. 36–43.
10. Kulikovska O., Goldenberg L.M., and Stumpe J. Supramolecular azobenzene-based materials for optical generation of microstructures // Chemistry of Materials. 2007. V. 19. № 13. P. 3343–3348.
11. Goldenberg L.M., Lisinetskii V., Schrader S. Stable lasing in azobenzene polyelectrolyte with polarization gratings as distributed feedback // Advanced Opt. Mater. 2013. V. 1. № 10. P. 768–775.
12. Goldenberg L.M., Lisinetskii V., Schrader S. Fast and simple fabrication of organic Bragg mirrors — application to plastic microchip lasers // Laser Phys. Lett. 2013. V. 10. № 5. P. 055808.
13. Belyaev V., Solomatin A., Chausov D. Phase retardation vs. pretilt angle in liquid crystal cells with homogeneous and inhomogeneous LC director configuration // Opt. Exp. 2013. V. 21. P. 4244–4249.
14. Belyaev V., Solomatin A., Chausov D. Measurement of the liquid crystal pretilt angle in cells with homogeneous and inhomogeneous LC director configuration // Appl Opt. 2013. V. 52. № 13. P. 3012–3019.
15. Беляев В.В., Чилая Г.С. Жидкие кристаллы в начале XXI века. М.: ИИУ МГОУ, 2017. 142 с.
16. Беляев В.В. Жидкокристаллические дисплеи. Технологии настоящего и будущего. Ч. 1. От пикселя до гибкой подложки // Электроника: наука, технология, бизнес. 2015. Т. 8. № 148. С. 36–47.
17. Zhang Z., Yang H., Robertson B., et al. Diffraction based phase compensation method for phase-only liquid crystal on silicon devices in operation // Appl. Opt. 2012. V. 51. № 17. P. 3837–3846.
18. Robinson M., Woodgate G., Harrold J. Intelligent backlight: A controllable illumination system for high efficiency and sunlight readable mobile displays // SID Symp. Digest Technical Papers. V. 45. Iss. 1. San Diego, CA, USA. June 1–6, 2014. P. 842–845.
19. Gowda A., Kumar S. Recent advances in discotic liquid crystal-assisted nanoparticles. Materials // Mater. Sci., Medicine. 2018. V. 11. № 3. P. 382.
20. Yuvaraj A., Renjith A., Kumar S. Novel electron-deficient phenanthridine based discotic liquid crystals // J. Molecular Liquids. 2018. V. 272. P. 583–589.
21. Tsoy V., Belyaev V., Tarasishin A. Simulation of light propagation through birefringent substrates with periodical surface microrelief // Opt. Commun. 2005. V. 246. № 1–3. P. 57–66.
22. Цой В.И., Беляев В.В., Тарасишин А.В. и др. Моделирование дифракции света на структурах с пространственной периодичностью оптических параметров вещества и рельефа поверхности // Оптический журнал. 2003. Т. 70. № 7. С. 18–23.
23. Tsoy V., Kushnir E., Klyckov A., et al. Polarized light diffraction on anisotropic substrates with rectangular and sine microrelief // J. Soc. Information Display. 2005. V. 13. № 4. P. 305–308.
24. Rokushima K., Yamakita J. Analysis of anisotropic dielectric gratings // JOSA. 1983. V. 73. № 7. P. 901–908.
25. Glytsis E., Gaylord T. Three-dimensional (vector) rigorous coupled-wave analysis of anisotropic grating diffraction // JOSA. 1990. V. 7. № 8. P. 1399–1420.
26. Glytsis E.N. and Gaylord T.K. Rigorous 3-D coupled wave diffraction analysis of multiple superposed gratings in anisotropic media // Appl. Opt. 1989. V. 28. № 12. P. 2401–2421.
27. Jarem J.M., Banerjee P.P. Computational methods for electromagnetic and optical systems. Boca Raton: CRC Press, 2017. 432 p.
28. Popov E. Gratings: Theory and numeric applications. Second revisited ed. Marseille: Institut Fresnel, AMU, 2014. 430 p.
29. Soifer V.A. Computer design of diffractive optics. Witney, Oxford: Woodhead Publishing, 2012. 896 p.
30. Методы компьютерной оптики. Под ред. Сойфера В.А. М: Физматлит, 2003. 685 с.
31. Хохлов А.А. Моделирование дифракции линейно поляризованного света на многослойных тонкоплёночных покрытиях // Диссерт. уч. ст. к.ф.-м.н. М.: РУДН, 2011. 132 c.
32. Ловецкий К.П., Хохлов А.А. Моделирование взаимодействия электромагнитной волны оптического диапазона с анизотропным слоем // Вест. Российского университета дружбы народов. Сер. Математика. Информатика. Физика. 2010. № 1. С. 93–100.
33. Grating Solver Development Company // Электронный ресурс: https://www.gsolver.com/products/index.html
34. Tabiryan N., Xianyn H., Roberts D., et al. 4G optics for communication and astronomy // 2016 IEEE Aerospace Conf. Big Sky, MT. 2016. P. 1–8.
35. Tabiryan N., Roberts D., Steeves D., et al. Superlens in the skies: Liquid-crystal-polymer technology for telescopes // SPIE Newsroom. 2016. P. 1–2. Электронный ресурс https://spie.org/news/6317-superlens-in-theskies-liquid-crystal-polymer-technology-for-telescopes?SSO=1
36. Chen H., Tan G., Huang Y., et al. A low voltage liquid crystal phase grating with switchable diffraction angles // Scientific Reports. 2017. V. 7. Article number: 39923.
37. Belyaev V., Chistovskaya L., Konovalov V., et al. Physical properties of stretched polymeric substrates with periodic microrelief for optical diffraction elements and liquid crystals alignment // J. SID. 2003. V. 11. № 1. P. 3–13.
38. Беляев В.В., Савцов К.В., Мойсеенко С.В. и др. Автоматизированная система измерений параметров дифракции на пленках полимеров с периодическим микрорельефом // Вест. Российского университета дружбы народов. Сер. Инженерные исследования. 2015. № 3. C. 55–64.
39. Goldenberg L.M., Kulikovska O., Stumpe J. Thermally stable holographic surface relief gratings and switchable optical anisotropy in films of an azobenzene-containing polyelectrolyte // Langmuir. 2005. V. 21. № 11. P. 4794–4796.
40. Sakhno O., Goldenberg L.M., Wegener M., et al. Deep surface relief grating in azobenzene-containing materials using a low-intensity 532 nm laser // Opt. Mater.: X. 2019. V. 1. Paper № 100006. P. 1–7.
41. Belyaev V., Novikovich V.M., Denisenko P.L. Diffraction on birefringent elements with sine surface microrelief // J. SID. 2008. V. 16. № 9. P. 961–967.
42. Merkulov A.Y., Belyaev V.V., Belyaev A.A., et al. Diffraction on anisotropic substrates with sinusoidal surface microrelief // Molecular Crystals & Liquid Crystals. 2014. V. 596. № 1. P. 122–127.