Оптические эффекты, индуцированные электрическими полями в смектических А. жидкокристаллических средах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

P Г Б ОД

2 2 П Г

Яа правах руг-сссяся

1PIÏJT0B Вячеслав Львович ОШШЕСКИЕ З'ЖЖТЫ, 1ЦШШ>0ВАШЫЗ ЭЛЗКГРЯЧЕСШИИ

тиши з атзкснзсккх: а.щ!Ж)кр7£та1шшеск:!1 gpimx

01.04.05 - сптзха

АЗГ0Е525НРА" диссертации на соискание учёной, степени кандидата фЕзиЕО-математичтескиг наух

баратоз - I99ij

л

.:/айог& зкшътнена з научно-исследовательском институте пнаг:ос11нге?2рузщей электроники "Волга"

Научные руководители: доктор технических наук,

процессор Сезостъянов В.Е. кандидат технических наук Ултрохин В.В.

Официальные ошюнентк: доктор физино-магематпческш:

наук., профессор Базванов В.Ф. доктор физико-магемаииеских наук, ставший научный сотрудник Беляев C.B.

Ведущая организация: Центральный научно-исследовательский ' ' институт "Комета", г.Москва .

Защита состоится "_" _ 1995 г. з_■засов на заседании диссертационного совета Д 063.74.01 при Саратовском государственном университете mi. Е.Г.Чернышевского по адресу: 4IQ60I, Саратов, ул. Астраханская, 83, С1У, физический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Саратовского государственного университета.

Автореферат разослан "_"_ 1995 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Б.ЭД.Аникин

-з-

ОЮЯГ РлЕОТЫ

Актуальность темы. Т-зрунном яцдхей дрлстаддн /5К/ лрдЕлто обозначать агрегатное состояние аещестза, промежуточное до фп-здчеекш свойствам з структурной уаорядочеяностз ¿:егду дрз-сталличегады твёрдым тзлом г ааорфноЗ еддкэсты).. '^идаг-энталь-ны2 подход л редендю основных дрсбдем фдзддд ЖК заложен в трудах лауреата Нобеягвской прешп II. дэ Гена, «1.:1.Елпнова, С«Л. Личина, С.Чайдраозкара а др.{Т-о). Гаракгерная дгк 25 арзгиу-дестзенкая ордоятацЕ-д 'ыолгдул. определяет даллчт.з олтнчзсюе' оее5, а отсутстздз'трехмерного трансляционного порядка л анз-зотреши зледтр.ическлх даражтроз даят зоз:лод~остъ голевого управления аптзчесд^щ сзоГштзаыз сред*. Эти особенности доо.гу-Л2К2 дрннюттдалвной основой для создания совреглзш-шх дзет-леев, жаюльзухцзс элвэтрооптаческае эзйекгы /ЭОЭ/ з слзбсусо-ряпоченных немагзчесзих'//// средах.

Пзучзнза ззахлоде£етз2я электротоскзх додзл: со структурно более1 слосЕяаглп кдзссаьи сулэ-гз&нно для детального понгя-нзя физического люхакдзма ептлчеекдх ж содрядёкных с игмз явлений в анззотроднкд кондэнезреванных средах.Начало отечественного эаспер'егантаяьното пшика з этом направленгз для сыектЕчесиой А м-ззофазы /£д/ саязако с работами грг/зпн дссле-довэегадеЗ БакЕсдзгз университета Д.Ф. Алаева: г сотр. [о]. С6~ наруже икни: дма эфреет злектрпческя обратимой яакятя /ЭЭ&Г/ допускает полевое обращение эптическях структур д до унгдолькестз оптячеезих харгетердстзк /додусфердчесхсоглу углу обзора, одттг-чесдой палштз/ во многом- :.;огет опраделлть технический урш-знз гаделяй .оптоэлз дтронддд.

Теп ев менее , оиъём дкзщейся пкроршдия' недостаточен для послздоватадБкого анатаза л обобщения дашшх до ЭОЭ з средах, что 'обьяснлзтся относительно аороткан /начиная с 7С~х г./ периодом дх днтснсгзного дсследозанзя. Тал, до касгояпега зг !_анл не стеэтея однозначно! интарнрэтапдз кахаезт лроизссол образования оптпчесдах структур и практпчаедд отсутствует де-шн о дзадагдке тшкнендя одтдч-зекд:-: гарактярдст.-д: дрл хгэрг -датасяок: заде'таи гозьу;еапк срз*а б тзтенггэ дрсаачтйг. ель»»;; пгзомзгутЕОЭ вреазяз. Палзлздда с^едтог-гноз о ргеддрргдто:: ло.".-етыг'сузстйовзягя £д ¿•■азц /О-п.Т'С/, .з,сзсы о-чз^эдг рт-!Т дг.'срос д "тг:порятураиа гоо ■тедгяагг^я!:. ¿ЭЭ^^оЧс* сядз:;

ченпв оптических эффектов, индуцированных электрическими полями в тонкоплёночных смектических А средах.

Цолья настоящей работы является исследование ^нкретных закономерностей, механизма и особенностей оптических эффектов, объединённых•наличием структурных переходов, включающих стадию электрогидродикампческой /ЭГД/ неустойчивости; типом оптической НК среды и физически.! принципом модуляции оптических сиг-калов /управляемое полом светорассеяние/.

Достижение поставленной шли осуществлялось в процессах:

- исследования механизма формирования стабильных надмолекулярных оптических структур "Ж, определявдих интенсивность рассеяния света £>л средой в полевых эффектах;

- установления физических закономерностей изменения оптических, динамических и пороговых характеристик ЭЗОП, ЭГД и диэлектрического эффектов в области мезоморфноете смектики А;

- выявления взаимосвязи ЗЭСШ, кросс- и краевого оптических эффектов; ,

- анализа характера структурных деформаций ^ слоев в ЭОЭ;

- изучения влияния периодического полевого возмущения на оптические параметры смектических А сред.

Научна? новизна заботы заключается в следующем.

. I. Исследованы элекгрооптическне свойства Ж сред во всей области мезошзрфности смектики А,.определяаше процессами формирования и обращения стабильяих оптических структур.

2. Впервые установлены условия реализации стабильных свето-рассенванцизс конфокальных /КФ/ структур, определяемые порогом турбулентности и нелинейностью процесса ЭГД неустойчивости.

3. Впервые выявлен критерий нейтрализации оптических искажений в результате кросс-эффекта.

• 4. Впервые обнаружен оптоакустический полевой эффект /ОАПЗ/, заключающийся в возникновении изгибовой модуляции слоев НК синхронно с изменением интенсивности рассеяния света.

5. Бпервые предлогено и обосновано представление процессов оптичесхсой деградации сред в переменных" электрических полях вероятностной моделью кумулятивных повреждений на основе вложенных конечных цепей Маркова.

ЗапгсЕдаемие положения диссертации.

I. Образование стабильных КФ оптических структур связано с турбулентностью процесса Э1Д неустойчивости и наблюдается при напряжения х поля выше порога ЭГД эффекта / Ц~о(И„, е< /.

2. Зелзчшш оптических и Динамически: характеристик ЭЭОП для частот, отличных от критической, при которой пороговое поде ЭГД неустойчивости расходится, сутцестБешю зависят от аглплптуды поля и температуры во всей области мезоморфности стлектики Л: точки перегиба кривых интенсивности светорассеяния соответствует трехгаатноыу пороговому нащиташи и области тс;.шоратур фазспого перехода "смектик А - немат'тс", тогда как время.оптического отклика монотонно •уненьпии гея с ростом напряжения и тегиературы.

3. ПряторгП кейт.оаяазяют "оитичесгого креста" зависит от времени оптического отклика НС и для конкретной среды-определяется кз кривых зависимости времени оптического отклика от напряжённости поля.

• 4. Изменение оптических характеристик при полевом возглутце-ншг сопровождается изгпбовои модуляцией слоев в зкде колебаний акустической частоты /оптоакустическпл полевой эффект/; максимальное проявление эффекта определяется ашлитудой поля, знаком диэлектрической анизотропии и анизотропии. электропроводности НС и соотношениями мезду толцдной, шириной и длиной оптическое слоя.

5. Процессы оятичезкой деградации сред з.переменных . электрических полях описываются вероятностной глодельв кумуля-тявных повреждении на основе елоязнных конечных. цепей Маркова.

На защяу выносятся КК устройство эздеезвуковой анФорглзцяз, в котором три функции: оптическая, акустическая и еппхрониза- ■ пии объединены физическим механизмом выявленного ОАПЭ.

Практическая значимость работа. По результатам исследования определены физико-технические принципы построения высокоинфор-тлативных дисплеез с полусферическим углом обзора и оптической -палитьв. Предложен полуэмпиричесглй метод оценки и прогнозирования оптического поведения сред в переменных электрически:- полях. Практические выводы составили основу 2-х заявок на изобретения, по которым получены авторские св'детельстза.. Полученные результаты являются "частью раЛот, проведённых ио ком- , плехеннм программам "Табло-95" Дг.р.081.833.008 Я90/ и "Экран" /утвергздэп Департаментов электронной прожзигенности РЗ 05.04.50 г./. Материалы диссертации использованы з планах НйСКР ПО "?ей:ектс>р" и ШГЛ "Залта©по 'создано 2й систел оптическое обработка и отображения информации.

Достоверность получзеккх результатов. Достоверность полученных модельно-расчётннх дат:.пге обеспечивается коррекгностьг использованных полотений континуальной теории ЖК, ".атецагЕчэсхпа аппаратов теории царковскЕх процессов и согласие:; результатов расчёта эксперименту. Достоверность экспериментальным результатов обеспечивалась применением современной стандартной измерительно;; аппаратуры- и обработкой данных с использованием ЗЗД.

Дачный вклад; соискателя. Представленные э диссертации теоретический1. анадыз, модельнэ-расчётнне и экспериментальные данные выдолкекы • и получены -непосредственно автором. Злеете с соавторами опубликованных работ ефортгулпрозавы и поставлены решаемые задачи, интерпретированы результаты исследования.

Апробация.работы и публикации. Основные' результаты диссертации доложены на следующих научно-технических конференциях: 4-ой Международной конференции ио науке и технологии ЫС дисплеев / Минск, 1995 г./; Иегдународно£ зколе-конференипа "Успехи технологии дисплеев" / Львов, 1994 г./; летней Европейской конференции по зощкгн кристаллам / Задьнвс, 1921 г./; Всесошнок семинаре "Достижения отечественной электроники в области разработки средств и систем отображения информации" / Москва, 1935 г./; Всесоюзном симпозиуме "Состояние, перспективы разработок и применение крупногабаритных эврагав для вычислительной техники" /- Саратов, 1990 г./; Республиканской конференции "Жалкие кристаллы и их применение" / Бацу, 1938 г./; 2-оп Республиканской конференции "Шгхкие кристаллы и их применение" / Баку,1990 г./.

По теме диссертации.опубликовано 18 печатных работ, получено 2 авторских свидетельства на изобретения.

С^ртктупа и объел: диссертации. Диссертация состоят из введения, пяте глав, заключения, списка литературы, притения и содйркет 101 страницу машинописного текста, 212 рисунка, 3 таблицы. . Список литературы источает 89 наиыеноБаний

. ..._________' ' ОСНйЕШЕ СОДЕРЖАНИЕ РАШШ

Бо1 введении обоснованы актуальность темы, паль работы и-задачи, решаемые в процессе её достижения. Определены научная новизна, практическая значимость е защищаемые - положения.1

Цетоах глава содашит краткий аналитический-обзор исследовательских работ по теме даасертащш. Отыечастса. что гэ оптиче-

ские структуры, создаваемые при использования термотрсхнго-ре-ентрактных свойств имеют нлзхсуи рассепваюпул3 способность, а' время оптической рзакции среды на термоэлектрическое возбуждение излишне еолихсо. эффективный способ получегахя и обращения оптически плотных 13 структур исключительно полевым воздействием связан со стадией ЗГД неустойчивости и диэлектрического конфокальдо-гомеотропного /К-Г/ перехода в ЭЭОЯ. Вместе с тем. полевое возму^егше слоистых шкет привести к сопрляёшшм с оптическими физическим следствиям структурной перестро:1ка кря--сталла, не пнеюцнм аналогов в л' -пазе и влияние которых ранее на учитывалось. Ощупается недостаток экспериментальных к теоретических работ по электрооптике смектикоз А.

Зо второй главе приведены результаты эхх::ерл!.ЮЕта<тьных и • модельно-расчётных исследований оптпческхтх эуоектов. индицированных электрическими полями в тонкоплёночных: £д средах.

ЭЭОП возникает а -^азе с диэлектрической анизотропией Д£=»0 и анизотропией электропроводности Д<5-< 0 при наличии: исходной пропускающей гонестропной /Ш/ структуры ЯК со слоят ж, нормальными вектору напряжённости Е; полового возмуленан, параметры которого определяют процессы образования к обратимости оптических струхстур; конструкции электрооптической ячейхеи '/30 Я/, обеспечивающей соблюдение этих условий /рио.1/.

формирование КФ и Ш структур обусловлено процессами ЭГд неустойчивости и К-Г перехода по механизму .эффекта Фредерикса. Оптическая намять определяется упруго-вязкостными CBOiicTBai.ni среды л пренебрежимо малой ролью термодинамических ¡йгузгулсий. Зависимость скорости распространения Э1Д неустойчивости от напряжения динагдика развития оризнтационного хаоса и: дробления ЭЩ центров указывает на слоеный характер процесса, являющийся преимущественно результатом турбулизацпи конвективных потоков я позволяют интерпретировать- появление и нас^чоние струетурхг«х искажений как процессы, связанные с нелинейностью эффекта.

Яри этом полевой порог ЗГД процесса но является критерием образования стабильных лацьтолзкулярных структур ЖК. Установлено, что таким критерием г.голет сдурить порог турбулентности , иио-' •сщий. промежуточное' эначепие тдеаду пороговым Од и яаенцазниу наложениями поля. Нше и1 динамические структуры .релаксиру^': з исходные остаточном рассеянием» Выше процесс приобретает не -линейннй характер с кеоиратимыыи д^йошацаямп вплоть до нас;.:-

i г.

¡ г

Г/1 ¡ I ! ! I 1 ! I : i • i

за

i ■

к-г

" 1 г ^ шо

K<f

жт

Рис. I. Условия и махаагз:^ "форицрования бистабилышг смектичес-кех А надмолекулярных оптических структур в ЭЭОЕ.

4QC 50

№

-í " -15 а

+ г IfC

1 М0

Ц5С ' \ 20

CfiS

0

30 S "50 о

и

ш1 n 3 Г1 n

ии

0 30 6 60 -г

Рис.2. Электрооптика и динамика ЭЭОП: а - зависимость пороговых напряжений от частоты поля для ¿ = Ю-*® От»""* /d„ =

2,4 /1,5 - теоретические, 2,4 - опытные величины/; б - йп как как (Тгушщшг Т для дТД /I/ и К-Г /2/ процессов при 20 Гц и 5 кГц, соответственно; в - зависимость времени оптического отклика от Г для тех же процессов; г - интенсивность пропускания в цисле

ЭГД неустойчивость /I/ - оптическая память /2,4/ - диэлектрический переход /3/'\

-Э—

щакяя. Образование стабильных КФ до->;знов с ?,*лксимадькой актен-сявностьо светорассеяния жеэт мест? пря ечеалнз1сш эмпирического соотношения В = и/ип 1,3.

Зкслержгентадыне исслодопания прздварлла опекжа аозоденкя ¿д сред з перемэнгш: электрических полях на основе кснткпу-алънол теор:п! Герста-Гуссзнсз. Для тпслекного моделирования нспельзов^-на зависимость ип ст йяззгческлх параметром НС, тол-здш оптического слоя д а частоты зоз^'чегшя с' : и = ^ ^ 4 + } - _ ^ л- _ Л£ .т/

" £лГД<Я?а ' 5 4/761 ' 4,7/Л«/' '

где Кт£- модуль упругости поперечного изгиба, В - модуль Юнга. 3 разработанной программе "ОРТГД", наряду с опмтншл даннкмл. варьировались анизотропные параметры ПС. Сопоставление расчетных и оиктных данных показало прощуцос'"зенкс качественны;'! характер теоретического описания, что объясняется исполъзован-кыгл приближением свободной поверхности смектнкя .А.

Там не .менее, модельные расчёты сузили направление экспериментального поиска, з ходе которого балл установлена оптимальные для реализации ЗЗОП значения =4-12, - 1,5-5,2 и . области обращения оптических структур по параметрам поля: 31Е

эффекта - 10___90Гц, 65...200Б; нэустгчнвоп электрооптики -

0,5.,.1,5кГц, 40...200В; диэлэктрическои переооиентации - 1,5. ..20кГц, 40...150В. Эксперименты 'зиявши пороговый характер . . ЭЗОП, температурные зависимости контраста К и времени оптичзс- . кого отклика 11 /', дапаагяу иодуласв светового потока в ЭГД и К-Г процессах во всей области существования мезойазн /рис.2/. Установлено» что- точки перегиба кривых интенсивности светового потока соответствуют трехкратному пороговому напряжения и -области Ю°С з окрестности то'сси фазового перехода "не-

матик-споктик А", тогда как вреия одтетгзского отклика конотон-. но уменызззтея с ростом наярягеняя и температуры.

Ьегативным: следствиями полевого воздействия являются оптические кросс- и краевые зфкегсты. При крое с-эффекте Э20Я возникает на участках оптической среды непосредственно не подвергаемых действию поля, но электрически связанных с областью воз- . буадё~ного кристалла. драевам эффекта.; сопутствует дадензние пропускания шурп&ерхиго:!- оодае-гъз. дК". Пабльздаэжз- закономерности яодгвотгдазт продлоагнгп-гп :,:еха.®зм эффектов, обусловленный.. з порво:.: случае, наведанными наар-ттегаяки, зозкгкавдиис в про-

1/,в

№ 400

60

о

Рис.З. Область АВСДЕГ возникновения.оптоакустического аффекта: АВСК и ЕдЕГ - области ЭГД и К-Г процессов; в'с1, В"С" - изме- • некие грашщ области в зависимости от величины порога.

. № 0,75 • О.йС 0,25

0 0 2 М Х

Рис.4. ЭЙ? /I/ и ®Р /2/ времени падения Ф0 до уровня 0,8чФо: ИЛ _ вероятность состояния 0,8 Ф0; X - время /число Щ/; ШРдля =1,8 /1/, 2,4 /3/и 3,2/4/.

/

* / А / // /3 / /

А // / V

—^^ /

-п- , '

цессе подачи сканирующего и информационного импульсов надрпрения /. Во втором, возникновением поперечной составляющей вектора Е к дошноз наклона обратной полярности. Выявлен критерий'? = •*= Ю-* и условия нейтрализации кросс-эффекта, вытекающие из' зависимостей 1 = 1 (у).

В главе 3 изложены р'езультаты исследования, обнаруженного в работе, ОАДЭ. Суть его состоит в том, что изменение оптических характеристик среды в условиях полевого воздействия сопровождается изгибовои модуляцией ¿а слоев, регистрируема в виде акустических колебаний типа "бальи. пум" с уровнем звукового давления до 75 дБ. Особенностью эффекта является ивдентичность амшштудно-частоткнх параметров вози^ущащего поля дая оптического и акустического откликов системы /рис.3/.

Теоретический анализ возникновения неустойчивостей показц-вает возможность возникновения непрерывного спектра модулированных искажений слоистой структуры. В поле 5 сета , пропорциональная малым искажениям слоев

и = и)(г)ехр(1^хх* , /2/

находится по соотношению: ,

где нФ- плотность свободной энергии, р - плотность объёмного электрического заряда, - волновьй вектор. Для ¿А сред

Ш-- т /а^А ««(^Щ еЧчМ)} ■ /V

В случае, когда коэффициент при ¿1 (£) в /4/ положителен, модулированные искажения неограниченно возрастают. Крптичсскоп точке неустойчивости, на-'йенной из условий обращения коэффициента в нуль и йд^О , соответствуют пороговые значения ЭГД процесса и возникновение непрерывного спектра модулированных смещений ¿/(?|в интервале волновых векторов — Цг (к)

для каждого Н = 1,2,3,..., где

лг 4 / £*!&<! + Г/£„1&61Ег\г /ли '(Кг, г)

^=лгп {± I (гшг) ~ Шн(—1] г/5/

В переменном поле шгут возникать в разные моменты времени модуляции и(?/) со случайными фазами и золновшп векторами, соответствующие "бслоглу шуму", каблхздаемому выше дорога неустойчивости. Согласуются следующие выводи теории и эксперимокта.

• ъ

Полевое зозмучение среда с <3£ ^ О и ¿¿^ 0 -явдтщрует изменение интенсивности своторассеяния а синхронную с ним модуляции изгиба S1* слоев акустнчеср:ой частоты. Повышение амплитуды ноля приводит к насыщенна оптической и акустической хараетзристзсс, Что связано со сгэрлчесЕими и вандерваальсозыш ограничениями угла отклонения директора от равнсзесного положения. 3Зйект возможен как при низких, Taie и высоких частотах. При это:л .модулированные смещения индуцируются диэлектрическими резпмаии ЭП£ а К-Г переходов при механизме эйфекта обратном ондуляци-онному. Численные оценки порога ОАПЗ и уровней звукового даз-лензя совпадает с опытеыые данными более, чем на порядок.

Поиск условий максимального проявления ОАПЭ привёл к критериям , учитывающим кроме интенсивности полевого воздействия, геометрические параметры оптической среды:

Резонансный фактор имеет существенное, но не цринциппалькое значение, поскольку из условия резонанса следует в общем виде существование только двух последних критериальных неравенств:

m *m~K + mt * aidpK + 2at>hpc = H&tfe/Jb-* 2Ы),

где C^- гибкость подвижной слстемн; Ш- соколеблющаяся масса . воздуха; т^Шс и рк , рс- массы и плотности ЕК и подаогек ЗОЯ; ja, Б , h - длина, ширина и толщина оптического слоя.

3 главе 4 -рассмотрены процессы оптической деградации ¿ясред в условиях периодического полевого'воздействия. Оценка и прог-- козированпе таких процессов ослохнеты i • звоспропзводзмостьэ результатов а отсутствием неразрутпавщих объект методов апалдза. Для ¿д сред впервые предложено использовать стохастическую стационарную З-^юдель кумулятивных повреждений /Ш/. Определены принципиальные положения, предложены физгческая.лнтерпрета-1у2я и обоснование модели' Ш1 среды, вложенной в циклы нагрузки цепи ¡¿аркоза -/Ш/ с едшпчныглз скачками при произвольных аытен-спеноотях переходов из-одного оптического состояния з другое, а нмэнно :

I. -У.одуллция светового потока вжшчаэт повторяющиеся IQ5 и Щ'состояния /Э1д я К-Г процесса/, как результат Щ, за который поднимается периодическое папрягонпе электрического ноля

с заданным спектром нагрузок по частоте п амплитуд.

2. ЦН обладают постоянной жёсткостью, поскольку уровень напряжения является необходимым условием вози^эакя г Ки внутр.-любого Ш. .

3. Негативным откликом системы на ЦГ-£ будет необратимое накопление повреждений в взде деградации &6 за счёт рекомбинации и адсорбции ионных ютлхонентов 52'» смеси. Состояния позрегс-дённостп дискретны в силу дискретности ЦН.

4. Деградация ¿6 влечёт, согласно механизма эайеета, изменение интенсивности СЕЭтопропускання 4>0 или выборочной функ- • ции /ВЪ/.

5. Ф определяется значением Ф0 в начале 151, зависит от ЦН и переходит з следующее состояние, отвечающее этому ЦН, вплоть до состояния с предельно допустимым уровнем иоврездонности.

В качестве Вй> использованы эволюционные кривые Ф ='Ф Ш ;

экспериментальные функции распределения /ЭФР/ состояний Ф = задавались совох

/3/

0,8®о задавались совохсупностью значений

...... Рпи) = ^ .

¡Интегральная функция распределения /ПФР/ для принятой модели:

№*)-р^Л - р^-/мм, ■ ■, /9/

определялась матричным произведением

Р4 -- ра . /10/

с р; - вероятностью остаться в состоянии ] ж Ц- - вероятностью перехода в состояние Г у + 0 за ЦН, р0- начальным распределением вероятностей пп состояниям повреждения в момент í = '.: и матрицей переходных вероятностей

о о , . о О" О О рг Чг • - о О

Р

с о о с . Р1.,Я1., О о о о . « А

В наложенных моделью условиях /состояние поглощения ] = & -0,8Фо, ро - I, = I, <2 = р- /= СопьЬ / оценка парамет-

ров распределения по методу моментов приводит к соотношенЕям:

¡^(^)^(^) ~- ±£(Хгтп)2 , дз/

где Xj = , в - целойсчисленноз и расчётная процедура реализуется с помощью стандартных программ ЭВ'Д.

Соответствие подучеиных ЭФР ж ИФР свидетельствует о правомочности предагакенпой модели /рис.4/.

По изложенному алгоритму проведено исследование связи элекг-рооптических и анизотропных характеристик среды в рамках В-модели и определены ИФР для ЖК' с различными А & , где -

время достижения состояния Ф] с вероятностью^ при

заданном значении Ф0. Сдвиг ИФР вправо соответствует увеличению \Vfoj , что, исходя из принятой, моде ли, коррелирует с изменением параметра и нодтверздает физическую интерпретацию ЭГД процесса в смектике А. г-

В главе 5 по результатам исследования некоторых прикладных вопросов использования ЭОЭ установлена возможность повышения, более,чем на порядок, потока оптической информации I в уравнении Шеннона-Гляйхунга:

за счёт увеличения числа каналов Р2^ бинарно кодируемой информации, ■ включая создание серой шкалы ашлятудно-импульсной модуляцией напрякённости поля и получение стереоскопических ■ изображений на основе бинокулярного и электрооптических 'эффектов. Определены физико-техническио пршщипы построения внсоко-снформативных Ж дисплеев' на смектике А с полусферическим утлом обзора и оптической памятью. Получены образны ЕК дисплеев со следующими характеристиками: контраст,', отн.ед. - более 20:1, угол обзора, град. - более 150, оптическая память, тыс. час.- более 20, время оптического отклика, мс - 15...120. .

Б обоснование предложенной концепции создания ЖК систем синхронного отображения звдеозвуковой информации, на основа ОАПЭ разработан и за'цищен авторским свидетельством индикатор, являющийся прототипом подобных устройств. Он обладает оптическими характеристиками обычного дисплея и, кроме того, воспроизводит звуковой сигнал при записи и изменении оптической инёлгмации. В предложенном•прототипе три фикции: оптическая, акустическая и синхронизации объединены-физикой эффекта и технических ресанием.

3 заключении приведены основные выводы работы и з приложения данн сведения об их практическом использовании.

- _ ВЫВОДЫ

1. Образование стабидьных КФ оптических структур в средах зззязано с турбулентностью процесса ЭГД неустойчивости и наблюдается ггзд надвяЕёЕностях поля выше пооога ЭГД зййекта /Ь-с(и1и

2. Величины оптических и динамических характеристик ЭЗОП для частот, отличных от критической, при которой пороговое поле ЗЩ неустойчивости расходится, существенно зависят от амплитуды поля и температуры во всей области мезоморфности смзк-тикн А. ■ .

3. Точки перегиба кривых интенсивности светорассеяния со--ответствуют трехкратному пороговому напрякению и области Т^у -Ю°С температур в окрестности точки фазового перехода "сиектдк А - неигтик", тогда как время оптического отклика монотонно уменьшается с ростом напряжения и температуры.

4. 2ритериЁ нейтрализации "оптического креста" зависит от времени оптического отклика ШС и для кок грзтыой среды определяется из кривых зависимости времени оптического отклика от напрягённости пслй. > - . , .

5. ¿Изменение оптических характеристик при полевом возмущении сопровождается изгибовэй модуляцией слоев, регистрируемой

в виде колебаний акустической частоты /оптоа^стический полевой ¿фззект/.

5. Физический иеханизи ОАПЭ, предложенный на оснозе континуальной теории ¿2 и обусловленный возникновением ондуляциэн-ных код при наложении полезого возмущения, удовлетворительно объясняет наблюдаемые экспериментальные закономерности.

7. ГЛаксшлальное проявление ОАПЭ опредачяется амплитудой поля, знаком диэлектрической анизотропии и анизотропии электропроводности 2л и соотношениями ыезду толдаой шириной и длиной оптического слоя.

8. Процессы оптической деградации ¿д сред в переменных элептрпческлх полях описываются вероятностной моделью кумулятивных повреждений на основе вложенных конечных цепей Маркова.

5. ДовЕЕпенпе более, чей на порядок потока оптической инфор- . ■мации по уравнения Шэннона-Гляйхунга бозтлоино за счёт увеличе-

ния числа канаков бинарно кодируемой информации, включая создание серой шкалы а\шитудно-жшульсной модуляцией напряжённости поля и получение стереоскопических изображении на основе бинокулярного и электроолткческих эффектов.

10. Управляемое полем светорассеяние, стимулирование 3£Д неустойчивости анизотропией рельефа подлокек ЗОЯ и другие особенности ЭЗОП в £>д средах определяют, реализованные на практике, физико-технические принципы построения высокоинформативных дисплеев с оптической памятью и полусферическим утлом обзора.

11. На основе выявленного ОАПЭ возможно создание £К устройств вццеозвуковой информации, обладающее оптическими характеристиками обычного дисплея и воспроизводящих звуковой сигнал при записи или изменении оптической информации.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях.

1. .Удтрохин B.L. ,Драншжов А.5. ,!Лакухин В.А., Аристов В,Л. Мнемонические и цифровые ЕКК для электронных игр и микрокаль- • куляторов / В кн.: Достижения отечественной электроники з области разработки средств и систем отображения информации -

И.: ЦНИИ Электроника, I98S.- С.15-16.

2. Аристов B.I., Митрохин В.В., Севостьянов В.П. 3SK дисплей для шахматной отни ЭВМ / В кн.: Матер. Респ. конф. "Жидкие кристаллы и их применение" - Баку: АзГУ, 1988.- 0.25.

• 3. Аристов B.I..Митрохнн В.З.,Яузьшш Н.Г.,Севостьянов В.П. Жидкогфисталлические дисплеи для. шахматкой'мини 32.1 // Электронная промьшшенность.- 1989.- Ш,- С.46-47.

4. ?1аучно-техннческий отчёт по НИР."Исследование возмолшо-сти использования смектическмх Ж для выспкоинформатизных индикаторов" / & ЕР (K34387/G00IQ24 / Аристов В,Л.,Митрохин В.В., Кудряшова О.В. и др. - Саратов: 1989.- С. 4-67.

5. Аристов B.I. .Митрохин В.В., Алиев Д.Ф. Матричные жидкокристаллические дисплеи на смектике А // Электронная промыплен-ность - 1989.- С.44. . -

6. Аристоз'В.Я. .Китрохин В.В., Алиев "Л. Ф., Севостьянов В.П. Особенности создания крупноформатных ЗЩ на смактике А / В кн.: -К!атер. II Респ. конф. "Нидкиз' кристаллы ж их применение" -

Баку: АзГУ, I99C.- С.6.

. 7: Аристов В.!..Митрохин В.В..Курчаткик С.П.,Сезостьяков В. П. Акустический отклик SX з переменных, электрических полях / В

t

гш.: матер ЛI Респ. конф. "Евдкие кристаллы и их применение"-Баку: АзГУ, 1990.- C.II.

8. Митрохин З.Б.,Аристов В.Д, .Севостьянов З.П, Ж конодисп-лейнне стереоскопические видеоустройства / В кн.: Иатер. II Респ. конф. "Епдкае кристаллы и их применение".- Баку: АзГУ, 7990,- С.21-22.

S. Аристов В.Л. ./Литрохин В,В.,Алиев Д.Ф. и др. Вксокопн-форглативныЗ ЕКД с электрически обратимой памятью и управление его.характеристиками / В ich.: Информатика. Средства отображения икфорчациз.- H. : I99I-- .В."2-3.-С.30-35.

10. Аристов В..¡1.,Шггрохия В.В., Алиев ДД>, .Севостьяноз З.П. Компланарно адресуемый дисплей на смектнке А / В 1ш. : Информатика . Средства отображения ш!>ормацш.- M.: 1991,- C.SS-38.

11. А.с.1771309 СССР. MKü5 G02 FÏ/I3. Способ изготовления яидкощ)псталляческого индикатора / Митрохин В.В. .Аристов В.Л., Севостьянов З.П. /СССР/.- №4763552. - Заявл. 04.12.39. Ону^д. 22.06.92.

12. Аристов В.Л.,Митрохин В.З..Курчаткян С.П.»Севостьянов В.П. Электроакустический эффект в кэдкнх кристаллах // ЖТФ.-1991.- Т.61.ВЛ2.- С. 152-156.

13. А.с.1744691 СССР. йКИ5 G02 PIA3. 2ццкоЕристаяагаческпй индикатор / Аристов В.Л. .Митрохин З.В. .Севостьянов В.П. /СССР/

- .'Й863856.- Заявл. 04.09.90. Опубл. 30.06.92. Бш.'24.

14. Aristov V.L. .Kuzrnin К,G. ,liitrokbin V.V. avostyanov У.?» LCD for video and audio information devices / Sun. Europ. Liq. Cryst. Conf. Abstracts. - Vilnus: 1991. - Yol.2J25. - P.182.

15. Aidstcv V.L. .Mitroichin V.V..Sevostyanov V.P. Analysis of BHD instability procerses of cumulative damage P-aiodel basis / Sua. Surop. Liq. Cryet, Conf. Abstracts. - Vilnus: 1991.

- 7ol.2J26. - P.183.

1ô. Aliev D.Ï. .Aristov V.L. .Mitroidain. 7.V. .Sevostyanov V'.?„ Operating: characterisation of sraactic A LCD // Disjplaya. -1991• - April. - P.86-90.

17. Arietov V.L. .latrokhin V.7..Pavlov 7.A. Projection LCD for HDTV / Proc. Intern. School - Gonf. "Advanced display technologies". - Lviv: 199*. - P.154.

18. Ariatov V.L. .Hitroichin Y.V. Markov model of LCb electro» optice / Proc.. I.nteru. School - Confi "Advanced display technologies". - .Lyiv: Г99Л. — P.S3.

• ^

■19. AiiatoT 7.I.,CMgr±aoT F.G. ,Mitz*nichia 7.V. ,Sevo3tyaiwnr

V.?.,Pi3cin A.S. Slectrooptic effects in liquid ciystals /

»

Modern Topics in liquid Crystals.- Ж.-У.,louden: World Sei., 1994.- ï.257-271. '

Цитированная литература .

1. Де Sea Я, Физика квдкиг кристаллов^ .'¿.г Ыар, 1977. -

2. Блинов Л. Ii.- Электре- и магнитооптика лдддпзс кристаллов.-Ы.: Наука, 1978. _ ■ ,

3. Пикин С.а. Структурные еревращения в зедкях кристаллах.-: Наука, 1931.

4. Чаядрасекар С. жидкие кристаллы,- ;.1нр. I3SG.

5. Аракэлян С.^.,Чшшнгарян B.C. Нелинейная оптика жидких кристаллов,- У.: Наука, 1984. •

6. Чирков З.Н. .Алиев Д.Ф. // Письма в ZT-5. 1977, T.3.C.I0; Алиев Д.<2. и др. ¡1 Ш, 1982, ?.52,С. 1559; £ЗШ, 1578, Г.74, C.IS22; Кристаллография. I932,T.27,C.I57; I9S5-, 7.30, С,.954: Kol; Oiyet. lirt. Cryat.1983. Toi. 32,?.143; 1Э87, Toi. I5I.P.33.