Светоиндуцированные примесные молекулы в жидких кристаллах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Резников, Юрий Александрович
АВТОР
|
||||
|
доктора физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Киев
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
1995
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
р Г Б ОН
- 2 АНВ '995
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ФІЗИКИ
УДК 632.783; 537.42.
Юрій Олександрович Рєзніков
ВІТЛОІНДУКОВАНІ ДОМІШКОВІ МОЛЕКУЛИ В РІДКИХ КРИСТАЛАХ
На правах рукопису 01.04.07.- фізика твердого тіла
АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття вченого ступеня доктора фізико-математичних наук
Київ-1994
Робота виконала с Інституті фізики ПАН Укреши.
Офіційні опонента:
доктор фізико-матоматичинх наук, профьсор М.В.Курик доктор фізико-матсматичіжх наук О-А-Горосимов
доктор фізішо-матемаппішх наук А.В. Сухов •
Провідна організація • Київський національний університет імені Т.ІШочснка.
Захист відбудеться "д^у7" 1094 Р- о годині на засіданні
спеціалізованої Вченої роди Д 010.04.0І з захисту дисертацій «а здобуття вченого ступеня доктора фізико-математи'нщх наук о Інституті фішки НАН України (252022, ІСиш-22, проснокт Науки, 46). •
З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту фізики НАН України.
Автореферат розісланий "/'К094 р.
Вчений секретар
спеціалізованої ради.
кандидат фіз.-цат. (іаур р.АЛщук
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОВС ГИ
ТрМО5О._А»КСрТ(и1;Й1!О1_Р<>0<>ТИ Є ЄЛСПСриМІ!ГТЛЛ1.!!і! ДОСЛІДЖЕННЯ
ефектів зміни паремоїріп рідких кристзліа (РК) в результаті фотонеретворень їх молекул. Фотоясретворені молекулі! розглядаються при Чілму як світлоіндуковані домішки в РК.
АКїуальлість.тснч. Процеси, що приводять до світлоігідуко&аіюі зміни пітгпіих характеристик речопшт, арпворгакт. пристрасну увагу дослідників, що працюють в області фізики кшіл^ісопіяю; етапів, іслііпйіюі оптіски, динамічної голографії, фотопіки та суміжних областях. ІГГСрОС ДО ЦИХ процесів ПИЗПАІШЙ, В ОСІІСШІОМу, двома ПрЕГОШОМІІ.
ГТо-псршо. оскільки зміна аптечних варанєтрів є наслідком досить ■онкнх 1 складігих процесів, які витеалі о р«*твін:і світлом, то дослідження іеханізміп та характеристик таких сЫглождухгшаних каящ дозволяє ітримати широку інформацію про середовище і процеси взаємодії з тім ілсктромапіітного шшромігоопаїшя.
По-друге, зміна параметрів рочосгагн під діао світла полягяс в «нові роГютн систем запису,.обробки та збереження оптичної інформації, инамічноі голографії, пристроїв обертання хвильоаоіх) фронту та ішп. Тому осліджсння відомих та знайдення нових механізмів СЕІтлаілдумгеапях змія птичних параметрів є важливим для пошуку ввеокоофективпих нелінійно* птнчиих соредопищ. п&яппість яких янзначас змогу широкого икористонпя як динамічних, так і стаціонарних г.ігпгппіх пристроїв.
Сказано в певній мірі відноситься і до рідких кристалів, що кладаються з анізотрошпсс молекул, розміщених таким чином, що існус ільній порядок в їх орієнтації прн відсутності дальнього порядку центрів ас, як найменше, в одній площині. Маюскули в РК можуть досить вільно ереміщуватись, а оріснтаційна частина взаємодії між молекулами. як завило, ненабагато норовнщус кТ. Остання властивість обумовлює іікалміу чутливість РК до зовнішніх палів, в тому числі і до світла.
З
Велика чутливість параметрів РК до світлових поліп булл передбачена і відкрита Я.Б.Зельдошічем, Н-ВГабіряпом та А.В.Сухоьим з сиівавторами1, після чого розпочалося бурхливе зростання числа иуСілікиїуіі в цій області. В результаті сформувався цілий напрямок в фізиці РК -нелінійна оптика меюфази. В руслі цього напрямку і лежить дана робота, яка була розпочата практично одночасно з піонерською публікацігм1.
Основна іле;і риГ(і.тц полягас в тому, що зміна конфігураційних та структурних нараметрін молекул РК и результаті поглинання світла може змінити характеристики міжмп чекулярної взасмодії фотоперетвореної молекули з "сусідаї'и"; дальш..ідіючнй характер оріснтаційної міжмолекулярної взаємодії ;> мс«н}>азі повнішії привести при цьому до того, що такі зміни розповсюдяться 1.-; кілька міжмолекулярних відстаней і змінять макроскопічні властивості РК. Таким чином, колективні*!! відгук молекул РК на зміну характеристик окремої молекули ііошіїїен різко збільшити світлочутливість РК в порівнянні з ізотропною рідиною в області поглішашів світла. Концентрацією та просторовим розподілом фотоиеретвореннх молекул можна ефективно керувати за допомогою інтенсивності, поляризації і фази світлової хвилі, а сам спектр фотонеретворених молекул може бути надмірно широким (він визначається конкретним типом основних молекул РК і типом фотоперетвореиь). Тому припускалось, що дослідження оптичного "відгуку" РК на фотоперетворсшія його молекул дасть можливість отримати цікаву інформацію про процеси взаг-модії иласних молекул РК з фотоперетворепими молекулами та вплив останніх на властивості мозофази. Ми запропонували розглядати фотоиеретворені молекули як світлоіндуковаиі доміїикооі молекули (СДМ) в мезофазі. Це дозволило описати більшість відкритих ефектів, иикорнитопуючи доси п, добро розроблену теорію домішкових РК.
М^тон» риботн є відкриття та експериментально вивчення зміїш ІІарпЖ'ТрІВ НеМйТИЧІІИХ і холостеричних рідких кристалів, що виникають
::ри п ітх світлоіігд^г.нванчх домішмяигх молекул тд ефектів, ідо
їх супроводжують.
Наукова новизна
1. Винайдена т« охс'.ісрїтмг’італиіо досліджена "гігантська" кубічна оптична нсліііійпість нема-тних рідких кристалів (НРК), обумовлена утворенням СДМ (СДМ-!‘ОЛІ!їіЙ!і!сл>).
2. Бстепоилсні причини аномально високих зіійчопь пареметру кубічної пиліиійності при збудженні СДМ. Поіизаго, що визначаючу раль п меланізмі світлпіндукояатї зміни показника іаломлошія пематикв грас зміна йог.» параметра пг-рчлку 5,
З Експсричі .-нталгло досліджені осгкшіі характеристики СДМ-'Наіі!’Гі;і.!с-іі □ НРК мстокеів«і.чол5дся*<5утилаиіліігі {МЕЗА), Визначений поший набір компонент тггпора неліігіГіїгога кубічного сприйняття для піречовини.
4. Запропонована і перевірена модель СДМ-нелітйності, в рзмклх якої сфї .".ті! зніті показнкла Г'ллиялегаїя ІЇГ-К мо.чсугь бути описані саітлоіііДукпїмішм зсувом температури фазового переходу "немлтик-ізогропил рідина" Тг при появі СДМ.
5. Вст.шовлепо, і;;о фотоясрстоороіпія молекул МБЕА обумовлені їх тр>?і!С'і5ис іюмеризлцісіо. ПроП"'Д!ііо пимірюшшна ряду няраодірів процесу ізомеризації і характеристик ізомерів (час ясиття ізомерів, коефіцісігт дифузії ц?іс-і?і>:>?.рів, їх анізотропія і температурна залежність, ефективність тронс-ідас ізо:;оркзаірї і т.д.)
3. Експорнмепталим шютлено, що трпне-пне ізомеризація а мезофазі іІГК NГГ>КА ножо проходити з ефекгсггністго, більшою !, тобто поглинаінп одного квантї світла ?«о;«о приподигн до збудження більш чим одного хріс-ізочеру.
7. С<спорпмстітадьиг/ дослідж<>пі характеристики СДМ-нол:і?№иисп в ІЧіТсроІСШІІІІ системі "ІІРК-ПОріІСТО скло" і відкрито СИЛЬНИЙ ППЛИ~ позерчиі скла іт характеристики СДМ-нелінійнпсті.
8. Б ізотропній фазі НРК МББА відкрито критично зростання параметру оптичної нелінійності при наближенні до Т, і запропоновано механізм цього ефекту.
9. Досліджена СДМ-нелінійні сть двофазної області домішкового рідкого кристалу МББА. Виявлено, що поглинання світла в двофазній області приводить до світлашдуковоної зміни ноказішка заломлення і об'ємів співіснуючих 4м обумовлених нагріванням середовища і збудженням СДМ.
10. Запропонована модель СДМ-ііеліііійнос-гі двофазної області домішкового НРК. яка пов'язує її характеристики з світлоіндуковаііі;м зсувом робочої точки на фазовій діаграмі "темпиратура-концептрація домішки" при нагріваїші системи і збудженні СДМ.
11. Детально досліджено ефект саітлоіндукованої розкрутки холестеричної спіралі і зсуву полоси селективного відбивання холестсричного РК (ХРК) при збудженні СДМ за рахунок зменшення закручуючої здатності домішки при фотоперетворенні.
ЇХ Виявлений та експериментально досліджений ефект скачхоподібіїої розкрутки холестеричної спіралі, що приводить до полікольорової зонної структури опроміненої області ХРК. Показано, що ефект обумовлений зчсплоіншм директора ХРК з орієнтуючою поверхнею.
13. Виявлені та експериментально досліджені ефекти оптично] бістабільності в ХЖК, обумовлені збуджешіям СДМ. Реалізовані випадки, при яких керуючими параметрами були інтенсивність світла і кут падіння світлового променя на ХРК-комірку.
ГишжсшіЯ. шо захищаються
1. При логлшіаіші НРК світла можлива зміна його показника заломлення, обумовлена фоі ^перетвореннями молекул рідкого кристалу (збудженням в нематику СДМ). Ефект обумовлений зміною поляризоваїїості молекули при фотоперетвороіші, та параметра порядку близьких до СДМ молекул. Вклад зміни параметра порядку на зміну
в
пока шик* эаломлсня с визначаючим і обумовлює аномалию високу ПСЛИ'ПІІіу кубічної ПОЛІПІ ЙНОСТІ В ПОГЛШМДОЧИХ НРК. молекули яких зазнали фотопер»; гпорепь.
2. Зміна показника заломлення п НРК, обумовлена зміною 3 при збудженні СДМ, може бути описана світлоіндухованим зсувом температури фазового переходу "исматик-ізотропна рідина".
3. Поглинання світла в області співіснування номатичиої та домішкової фаз ізотропного рідкого кристалу, що приводить до його нагрівати і збудл-еиия СДМ, викликає перерозподіл об'ємів співіснуючих фаз та зміну їх погдзтіка заломлення. Обидва фактора ведуть до модуляції фазового набігу ситлопих хвиль, що проходять через комірку, і високо! світлочутливості РК в двофазній області.
4. В РК-коміркях з поглинаючими ХРК збуджешія СДМ приводить до
зміни кроку зсолесторігчної спіралі, що проявляється у зсуві полоси селективного відбивання холестерика. Характеристики сфскта суттєво впгшачаготъея в^ємодіао ХРК з орієнтуючими поверхнями. Причому, при досить сильній взаємодії ХРК з орієнтуючими пег.ерхнями в просторово неоднорідному світл тому полі можлива збудження зоїтої структури кроку холестерігшої спіра.'!. •
. Прмшгпіа_ЦІ! шість _ роботи. Збудження світло!идуковпних домішок може служитп сфек гисішм методом дослідження РК. Особливість методу полягає в тому, що. завдяки далекодіючому характеру сил орієнтащ'йної міжмолекулярної взаємодії, світлоіпдуковані зміни параметрів молекул РК сильно впливають т оптичні властивості мозофази (показник заломлення, селективпо відбивагпія. оптична анізотропія і Т.Д.) Це дозволяє використовувати в експериментах иизькоіптенсивне випромінювання неперервних лазерів. Метод дає можливість отримувати інформацію про процеси дифузії молекул в мозофазі, параметри фотоперотворень молекул вплив твердо; поверхні на характеристики фотоперетворень і т.д. При
іу.о.чу, ОСКІЛЬКИ викоріїстооуіоіі.ся гшоропіі НсреТВореїШЯ молекул Мі)ТОД «: методом псруйпішюіо контролі».
Апробація роГ].» и. Результати роботи доповідались та обговорювались lid X і XI Всесоюзнії', конференціях по когерентній і нелінійній ОПТИЦІ (Киці-1030, Сриван-1982), V і VI Всесоюзних конференціях по рідких кристалах та їх практичному застосуванню (Іваново-1035, Чериііііі-ІОЗЗ), VII Вавілонській конференції по нелінійній опгиці (Новосибірськ* 19Q І), IV, V, VI, VII Конференціях соціалістичних країи по рідкіїй кристала*. (Тбілісі* 1901, Одеса-1983, Пардубице-1937, Краків-1(Ш0), VII, VIII, IX. X Республіканських школах "Спектроскопія молекул і присталій" (Одеса-!Є85, Полтава-15У7, Тернопіль-1939, Сумн-1091), Всесоюзних нарадах н» оптиці рідких кристалів (Москва-1933,1937; Красноярськ-1900), Міжнародній конференції HOLOGRAPHY-S9 (Софіи-1930), II, ill. IV Міжнародних симпозіумах по оптиці рідких кристалів (Турип-1909, Цетраро-1990, Орлаидо-1991, Шнофок-10J3), IX Зимній Європейській конференції ш> рідких кристалах (Карманор-1991), 1 і II Різдвяних конференціях но рідких кристалах (Киш-1091,1093).
Результати обговорювались також на семінарах в Інститутах фізики, хімії поверхні, напівпровідників і металофізики All чраши; Інститутах крнс голографії, проблем механіки, фізики твердого тіла РАН; хімічних <]к'.кулілчтах Московського та Вільнюського університетів, фізичних факулм етах Єреванського та Київського університетів. Військово-технічній академії (Варшава), Технічному університеті Берліна, Інституті фізики твердого тіла Венгерськ.'ї АН (Будапешт), Інституті фізичної хімії Університету МЛютера (Халлс) та ііші.
ЗМІСТ РОБОТИ
liite.wmiw содержит постановку задач», обосновании темы диссертационной раОоги и ее актуальности. Приведен обзор предшествующих и прицеленных параллельно выполнению диссертации работ. Установлено
место ребпт срнсмтслч в потоки работ по нсликсйнпй иптико >КК. Кратко изложено содержание диссертации. сформулировали защищаемые положения, определяется лгчный вклад автора в проведенные исследовали:’..
. Глава. I. Свстоиндуцировтише примеси я нематических жияких кристаллах. П параграфе !.1 анализируются причини аномально большой оптической пслннс&ности НЖК с конфигурационно неустойчивыми молекулами. В рамках теории М&нера-МоЛера получены аыражешм ллч СЕстэиндуофояаипогс. изменения г;жл, гс.\я преломления НЖК в предположении, что фотопрспраяопня молекул дом стиха приводят г. изменению их поляризуемости у п среднего параметра порядка жидкого кристалла 5. Предполагается, что измепяшс пе/лгпцц.! межмомжуляркого взаимодействия между милекуломк пря фотонрюзращокги во порядку аелггпшы ссппадзст с по/игапюй изменения поляризуем-хти. Эго означает, что оснишгей пхлгд б меязголегулярясе змтюдемстЕие вносят д!'сперс!!1чн:ыс г;г.мд. Акалгп нилучекнкх вирджс-ций показывает. что ппэялепяа СПМ приводит х нэмеьюшго д, которое может быть представлено в виде:
Лп = Апт(СрДу) + Лп,(СрД5), (1)
где Ср~ концентрация СПМ. Первое слагаемое в (I) на содержит специфических ХШДКЮфИСТС/ьиПССКЯХ Параметров И НрОПРрЦКОНЯЛЫТО изменению поляризуемости Лу 51 концентрации СПМ СП. Это слагаемо^ обуславливает СПМ-пэднисйнесть изотрстагоп жидкости. Етороа слагьем'ю пропорционально но только Ср. но н изменению сродного параметра порядка НЖК Дз. Это слагаемое присутствует только п НЖК и приводит к увеличению СПМ нелипсйностн в мезофа^о. Сцепки показывают, что да»! типичных НЖК вдали от фазового перехода Лп4/(Ап, + Ап,) * 0.75, то.
вклад изменения параметра порядка в СПМ-нслинеЗность янлястся
определяющим. Анализ полученных выражений показывает также, что оклад Лі п СПМ-нелннейность мезофазы растет с приближением к точке фазового переходе Тс. Поскольку концентрация СПМ при одночастичних фотоіфііфищоїшях пропорциональна интенсивности света I, то Ли ~1, т.е. СПМ нелинейности должна бить кубической и инисыватьсн тензором X*
1.2. Этот параграф содержит результаты расчета, прицеленною П.Пннксвичом и В. Решетником тензора нелинейной кубической восприимчивости Х^*- связывающего зависящую от возбуждения СПМ добавку а пі к поляризуемости НЖК со световым нолем Я
«Ы “ «і/ = ХцкіЩ-
Здесь вторые два индекса компонент Хіді соответствуют поляризации
иллу очшя, возбуждающего СПМ, а первые два индекса - поляризации регистрирующего пилинейность излучения. Симметрия НЖК Ц,,А приводит -II)
к тому, что тензор X содержит только четыре независимые компоненты Х„_у. і„і~1;3 и нгшведоиы выражения для этих компонент. Величины Хи>у выражены через клраметры СПМ И собственных молекул НЖК, локальные параметры порядка вблизи СПМ и невозмущенной обласні нематика, факторы локального поля, геометрии эксперимента и т.д.
В следующем параграфе, 1.3, описывается модель светоиидуцированного сдвига температуры фазового перехода Тс при возбуждешін СПМ, позволяющая выразить вечины Х/щ через измеряемые
параметры. Это модель дает ясную физическую гартину процессов, происходящих в результате появления в НЖК свитоиндуцированных примесей, и состоит в следующем.
Хорошо известно, что добавление примесных молекул в НЖК изменяет значение Тс. что связано с иным, чем между собственными молекулами, взаимодействием примесных молекул с окружением.
Возбуждение СПМ д.чжии принести к лпалопгтому эффекту. Изменение знлче:шя Т- означает, что при фиксированной температуре Г пз-ченяется и параметр порядка НЖК 5. Поскольку значение иг» показателя преломления /I зависит от 5 .то существует сиязь между Ап я ЛГС.
Рис.1
11‘!’-;с1!Пг:и; п .та счет един:л Тс легко описать, если изобразить на одном рисунке (ргс. I) температурные зависимости показателя преломления чистого НЖК ЛдС(гп) и нематика с СПМ П°'е(т)1 Т = Т /Тс (индекс "О" .здесь и далее соответствует невозмущешюму образцу, индексы "о" и “е“ соответствуют обыкновенной я необыкновенной световым ВОЛНАМ). Видно, что изменение показателя преломления
Дп = л(т + Дт) - Л0(то) (2)
1ДВНС1ГТ как от величины Лт, так и от форм кривых пЦ"1с(То). П°'е(т). Для мечете значений Дпае(т) необходимо знать, как изменяются значения Гс0 « записимпсть П^е(т0) с появлением СПМ. Для этого была исиользоплил •еория примесных НЖК® .выведенная в приближении Майсра-Заупе. Она фиводит к следующим важным выводам.
- Средний по объему НЖК парамитр порядка Б является универсальной функцией т и не зависит от сорта примеси.
- Изменение температуры т о одиоша'шо связано с изменением амплитуды потенциала межмолекулярного взаимодействия Д V и пропорционально концентрации примеси:
где у^- анизотропия поляризуемости молекулы НЖК, Дуя* изменение у^нри фотонревращешш.
Поскольку в мезофазо основной я клад в зависимость Чи'^ (т) вносит
температурная зависимость Б. то и зависимость Л°'*(т) можно считать
универсальной и совпадающий в координатах Ох с зависимостью л,,л(т)
чистого НЖК. Эго приводит к тому, что выражение для Д/10'1’ приобретает
простой вид:
Дн', е И п5е(т) - П^Тц) Й Дгс (4)
ах
Таким образом, значение Алче опред. лается пропорциональным Ср сдвигом кривой Пи,е(т) вдоль оси От на величину Дт (рис.1). Поскольку концентрации СИМ обычно пропорциональна интенсивности света /, то Лп1'*' - /, и эффект описывается тензором X третьего ранга.
В рамках описанной модели выражение для имеет следующи"'
Ш1 д:
п ап » 11 4п . ,п
ХУ.кЛ = ~7~ Дтс,м(Д Хіиск = ТТг.~7Г~7 (5)
2ф\} йт 2д|Е4| Л
Эго соотношение, выражающее через измеряемом параметри,
позволяет сделал. следующие в:,люди;
1. Компоненты Хзііі и Хзш- а также Хіпз и Хіні °Л1ЮГО знаке. а сами знаки ектределчкггея зияхом сдвига температуры Тс П больтптегав слуиеп СПМ пемезигышы коятому ДгчО. При атом, поскольку
<1п° ІІП“ - *
----> и,------< О. пелучаем. тго
2. Молекулы НЖК обычно обладают положктйлигим лдосроизмом
ЬСЛИНСКПООг, ДОЛЖНй Сыть МОКеНМААЫЗД для необыкновенных
при • приближения к Тр п пелялсііііость т-ікжс долила возрастать с ташгрлтурой, ЧТО хорошо ІЕДЛКЇСТрїфуСТСЯ рис.1. Ковкролшо для каждого НЖК значения Хіи/ 11 Алое определяются видом .мишсимостей Пї!'в(т)і в та: ко дихроизмом иоглоп’.ошія молекул НЖК. ‘
Параграф 1.4 посеяп\і>їі пкспсріїмечтглпим ксслодоявиит»! СПМ-пи.^яісГіпосї!! ;:з ггр;и>ер<' классического ггепапязд МВПЛ я сопостлвлскнто полученных донных с ряда.тткмя таоретпчоекпмп прсдскаїлеппями. Сначала обосновывается гыбор М15БЛ г. кя’трсттіє псследуемого маторпялл. Сбсуткдастск ' мскаяизм фзтояревріщсїпій молекул такого НЖК, заключающийся в «гх транс-цпс пзомерязмепи. Зітсм евпеїлчиотся
сіт с/і
Д!1"' Хвіі= Хдш < Дп°: Хіпі! Хіізз
(Ч
поглощения, т.о. Дт. 7-. > Ат.. <. Поскольку и ——>-------------------,
С,П ' сіх Л
с㥠Ап°
то СПМ-
используемый экспериментальные методики (динамическая голщ-рафия и метод нелинейной линзы).
При использовании методики динамической голографии с помощью двух пучков непрерывного маломощного Не-Сс1 лазера в плоскости планарно-ориентированного НЖК МББА создавалось синусоидальное распределение интенсивности света. В соотистстшш с гмим распределением в НЖК возникали синусоидально промодулиропатюе распределение концентрации СПМ и показателя преломления НЖК - записывались тонкий синусоидальные фазовые динамические голографическая решетки. Дифракционная эффективность таких решеток 1 \ = 1л /1 (/^ -
интенсивность дифракции) зависит от поляризации записывающих и тестирующих пучкоп и пропорциональна (Дп°'1' )2 и (Х,ф)2- В данной компоненте Х|<2/ нерзые два индекса соответствуют поляризации записывающего излучения, третий - поляризации тестирующего пучка, а четвертый - поляризации дифрагировавшего пучка. Таким образом, измеряя значение Т| и поляризацию дифрагированного тестирующего излучении ири записи решеток пучками с различной поляризацией, можно определить тип СПМ-нелннениост (в случаи кубической нелинейности зависимость Ап I и 1^*Р) н соотношение между всеми компонентами Х/щ 11 1|)с
абсолютные значения. . '
При использованли методики самовоздействия нланарно-
орнентиропапный НЖК МББА облучался гауссовым пучком Не-СМ лазера.
В результате в нематике возникало гауссово распределение концентрации
СПМ и наводилась нелинейная линза. Сила такой линзы
пропорциональна Ап0-0 и . Поэтому такая методика дает возможность
определять знаки этих величии. Так, при Апе<0 должна наблюдаться дефокусировка, а ири Дл">0 - самофокусировка излучения.
^>лее излагаются резул!,таты экспериментальных исследований СПМ-нелипейности в НЖК МББА.
П
Нами Сила зарегистрирована здпись голотрлфпческнх решеток п ічсйкс с планарно-орнентнропашшм НЖК МБЕА излучением Но-СИ л<1 л<рл. Длина Б0ЛИХ.1 излучения :>гого лазера (Х,“0.-Мкхм) соответстпппала крам полисы поглощения МББА и гызьгпала трзнс-цис изомеризацию его молекул. Решетки характеризовались гигантскими значениями параметра нелинейности (С2~10‘1 см3лрг'1), сравнимыми со значениями г\ для ориентационной нелинейности. В то жо время измеренные поляризационные, спсктралише и динсмпческио характеристики решеток однозначно указывали, что полученная запись но может Сыть .вызвана ориентационной нелинейностью. Было высказано прсдполоясоїшо, что ес прігпшой япляются фотопревращеняя молекул МББА, т.с. СПМ* нелинейность. Дальнейшее изложение посвящено зкепериментольному обоснованию этого оыпода, измерению характеристик СПМ-нелннейности МБПА и сопоставлению полученных результатов с предсказаниями модели светонндуцнровашюго сдвига Гс.
Измерение зависимости 1^(1) показало, что /^-/3, т.о.,как и предполагалось, возбуткделше СПМ приводит к кубической нелииейности. Измерение температурной зависимости подтвердило выпод модели сдвига Тс о резком росте нелинейности при приближении к фазовому переходу в изотропную жидкость. Сопоставление измеренной температурной зависимости 1д(Т) с расчитанной, исходя из (5) позволяло экспериментально подтвердить выводы об определяющем вкладо изменения параметра порядка в СПМ-нолипсйность и универсальности фупкцни п(г).
В результате применения голографической методики и методики самоздействия нами получены следующие э&перименталыте значения всех независимых компонент тензора %, независящие от геометрии эксперимента; ' ,
їцц" 1.7 10‘3 см^/эрг, *1133” 103.8*3 см^/эрг,
*3311 "• 3.8 10-3 смЗ/эрг, *зззз“-8.8 Ю’З см^/эрг,
15
Таким образом, результаты первой гліии позволяют утверждать, что обцаружец нЬгын тип нелииишостп НЖК с гигантскими значениями иараметрз нелинейности, проявляющийся вблизи полосу их собственного поглощения и обусловленный возбуждением в кристалле СПМ. Значения компонент соответствующего тензора кубической нелинейности определяются кох рахчичпом поляризуемости осшшшхх и фотосревращешгых молокул НЖК, так и изменением параметра порядка молекул вблизи СПМ. Вклад изменения параметра порядка в изменение показателя преломления является основным и определяет уникальную чувствительность показателя преломления НЖК с фотопрсвращающимися молекулами к свету. Нелинейность может быть описана в рамках предложенной модели сдвига температуры Тс при возбуждении СПМ.
Глйм 2^СПЛ1-И£лш!сйпоетъ как метод исследования НЖК. Б этой главе на примере НЖК МББЛ показывается, что СПМ-нелинейиосп. может бить с успехом использована для исследования НЖК, в частности, для изучения обратимых фотопревращиний молекул нематиков и измерения их параметров.
2.1. В этом параграфе приводятся результаты исследований механизма фотопревраіцоїшй молекул МББА. Анализ изменений УФ- и ИК-снектров при облучении НЖК МББА излучением Не-СМ лазера позволил сделать вывод о том. что при фотоизомеризации происходит изменение положения фрагментов молекул г.блнзн хромоформной грунны С —N. Эго может указывать либо на транс-цис изомеризацию относит е,ьно С»Ы-сі чні, либо на вращение бензольных фрагментов молекулы отноентелыю этой С—М-грушш (ротамеризацню) иод действием света. Решающи.’! аргументом в пользу одного нз этих механизмов может быть прямое измерении величины актнвацпошюго барьера, разделяющего нсвозСуждешше состояния основной формы и СПМ.
Для нропсдсліия таких измерений іїьілл использонапа методика сзіетоінідуцироозгпюго двулучгпролоїілечия счет СПМ-нелзшеГпгости. З этой методике па ячейку с . планарно орпептирог&шшм И/КХ МПБА нанрг.плмлигь д;і-і лазерных пучка. Один in пня яилялся «побуждающим (Hv-Cd. X — 0.11м км), а другой • тестирующим (He-Ne, ).*»0.63мк.м). Ячейка находилась между двумя скреіцешіими поляризаторами. Рьгистрир'і.иїлась интенсивность /( тестирущего пучка, пропісдпіст через ячейку и ноляритаториы, и его изменении ігри включені!:* її пикліочсшпі тоПуждающсго пучка. Интенсивность /( однозначно спялена с двулучепреломлоішем НЖК па~пе-п° н сто изменением Лпа(І). В случае СПМ-пелшіейностн Д.’іа проноріріокалмю концентрация СПМ Ср. Поэтому премя релаксации наведенного дпулучспрвламлсиип определяется променем жизпн СПМ т-г)м, и ппачешіп тСІ!м можно получить, измеряя кинетику релаксации сигнал.! '('І} пасло пккліочсшїя втПу>^\як)і:(сго пучка.
П рь зультато таких :пчеретінй била полуїспя температурная запнсикостг. времени жнзіщ СГІМ. З диапазоне сущсстпоіюіия мозофазы ятл-ипис тс1ім мінялось от !с (Т'»24°С) до 5.1с fT"4J°C| к огагсыпалось ypamioimerj Apcimyca
сг:ч "* ^"епчо
ехр(Ел / RT), (7)
где Еа«75і.Дх/моль. Это зпачешю типично для энергии активации транс-цне ьереходов з ароматических соедішошгях и зпачигелиго пїдща висоти барьера ротамернгшцш относительно С“М*связл.
B_nap«irpe'}ro_Z2 изложены результаты измерений эффективности ц‘ транс-цле изомеризации молекул МЕБД в мезефлэ-э, т.е. отношения числа возникающих цне-изомеров к числу поглощенных raajrron спета. Измерение этой величины представляет значительный интерес. Дсйстпнтельно, поскольку энергия светового кванта значительно больше эперпш тепловой активации цис-изомера, то ири эффективной передаче
поглощенной анергии молекулой к соседям возможно возбужденно более, •■ем одного изомера, т.о. фотонзомеризации может идти с иффскзивнностмо ц">|. Такой процесс не был известен ранее н был предсказан для фотопроьращепнй в нематиках Е.Белоцким, Б.Аыюм и П.Томчуким и работе3.
Идем иредложсииного нами метода оценки величины I) состоит и измерении коэффициента насыщения Ь зависимости Ср [I) Коцептрап.ня СИМ следующим образом связана со значением I:
„ '1 ^ст1А.,2С0/ / М-
С„ в ---------------------— , и
н і + ы
і ди Ь = 2 ц Тсп>Ік|2/іЧ' * параметр насыщении.
Видно, что если /«1/Ь, то значение Ср пропорционально /, а при больших значеннях интенсивности должно наблюдаться насыщение концентрации Ср. Значение Ь зависит от эффективности і|' - чем больиіе эффективность траис-цнс изомеризации, тем раньше должно наблюдаться отклонение от линейности зависимости Ср(1).
Параметр Ь может быть также оценен и по зависимости характерного аремени достижения стационарного значения т/ от ингенснииостн /:
* / •*/ =• И + ЬМ /-|е№н . (9)
Оценка значений Ь и ц' быда проведена экспериментально нугем німереіши зависимостей Апа[1) осСр(/) И Т](/), используя методику
ііЛкденного двулучепрсломлеїшя. Сопоставление полученных зависимостей е |>ассчетными. учет вклада тепловой нелинейности и анализ ошибок измерений позволил оценить величину ц* “2+4. Измерения в изотропной фа'л; МЖК дали оценку Это иошолнло сделать вывод о том, что
ориентационное упорядочение п НЖК МББА редко увеличивает іффиктипность пороюся энергии между молекулами.
I? плрлгрлфе 2.3 итдожепы результаты измерений коэффициентов лиффушн О молекул МББЛ. Был использован известный голографический мето\. Он основан 1,а том• ,гго релаксация голографическс;? решетки, обусловленной синусоидальным пространственным распределением СПМ, определяется диффузнен СПМ поперек штрихов решетки и временем жизни СПМ. Если тспм гораздо больше времени диффузии СПМ 1 - Д2 /(2я)2 О !:а расстояние, рапное периоду решетки Л, то
релаксация рететки определяется выражением:
где О,-,- - коэффициент диффузии СПМ поперек штрихов решетки (вдоль вектора решетки [д| -2п / Л)- Выражение (10) справедливо, если Ч либо
параллельно, либо перпендикулярно директору НЖК <1 Изменяя
ориентацию НЖК относительно вектора решетки <7, можно измерить псе
вектора ч, то измеряется значение 1>33 вдоль „вправления Л При Л1я измеряется коэффициент О/; ■“О22 диффузии СПМ перпенднкулярпо направлению директора А
Были проведены измерения коэффициентов О,-,- и их зависимости от температуры. Экспериментальные данные хоро: ;<> описыпаются уравнением Арениуса с коэффициентами активации ди(|м|»уіин 0+
7)кДж.моль и ЕЯі//“ (36±7)кДж.моль. Рассмотрена ссяпь анизотропии коэффициентов самоднффузии МББА с анизотропией М"*молскулярііог<і
(10)
взаимодействия и параметром порядка НЖК. Получены экспериментально подтвержденные выражения, связывающие значения ДО/,- и 5.
Б иарйфйф^_.2,4 рассмотрены результаты исследований СПМ-Ш'лииейности в системе ''НЯСК-порнстос стекло". Исследовался процесс записи синусоидальных решеток в системи НЖК-мелкииорнстпи натрий-боросиликагноо стекло (диаметр пор 5рогс~С0А , толщина стекла - 0.5 мм. относительный объем нор - 0-27). Б качество НЖК использовался БМАОБ-азосоединоние, для которого характерна реакции транс-цис изомеризации относительно хромоформного Ы"Ы фрагмента. ГТлч-речный размер БМАОБ олгі.С« 10/' т.с.был сравним с диаметром пор.
Запись решеток производилась излучением Не-Ссі лазера но стандартной двухпучкоаой схеме (см. гл.1). Характеристики записи существенно отличались от таковых в однородном НЖК. Кроме обратимой комноненгы записи, присутсГЕовйла и квазистациопарнан компонента (время се рилаксацни было больше 30 дней). Вклад квазиетационариой компоненти в общее значение дифракционной эффективности решетки рос со временем записи. В начале записи он бил принебрежимо мал и составлял около 60% общего значения. При записи кривая 1^10 проходили через максимум (ц=15-2-%) и при длительном облучении спадала до нуля. Такая кинитика естественным образом объясняется процессами насыщения концентрации СПМ, которые обусловлены квазннеобратимой компонент ои записи. Дифракционная эффективность і) слабо зависела от периода решетки Л при /\>10мкм, в при Л<5мкм начинала резко уменьшаться.
Приведенные, а также ряд других результатов позволили сделать следующие выводи:
- Время жизни цис-изомера в системи НЖК-і.орнстое стекло резко увеличивается по сравнению с ТС1)МЯ*С а сплошном слое за счет взапнодсйсівим С1ІМ с поверхностью стекла. Нижняя оценка значения і
и норнсгом стекле - 120с. сим 1
- /'.иффупия СПМ в рассмотренной системо замедляется. Верхняя оценка д,\я эффективного коэффициента диффузии В "2 10‘9 сн^с' Замедление диффузии обусловлено оо ограничением сеткой пор тпножлой адсорГ)’уісй СПМ на их поверхности.
Ео шикнопепио кваэннообратимой компоненты объясняется появлением ДОПОЛЛКТОЛЫЮГО механизма фотопровращеїшй, который инициируется поворхИ'И"" *» пор. Вискалено предположение, 'гго он обусловлен фотохемосорбцисй СПМ не поверхность стекли.
Исследованная система обладает интересными температурными записимостями, которые расширяют возможности использования СПМ-цолиисйноспс п системах записи и обработки информации. П частности, кпаэистационарная компонента /4 обратимо изменяется е изменением температуры. Ото дает возможность управлять эффективностью записи при локальном изменении температуры при воздействии лазерным пучком. Вторая шітсрссная ио.иіохиюсть связана с .характерной зависимостью спетопропускалня пористых стекол с НЖК от скорости схлаздснпя из изотропного состояли? в мсэофаэу. Если при модлепном охлаждении система остдотся оптически однородной нрп переходе в мезофазу, то при скорости охлаждения, большей I град/мни, системе' начинает интенсивно р,лсссквап, свот и становится матопоЗ, что связано с образованием множе< гва ориент&циошшх деффсктов в НЖК, Такое поведение позволяет управлять доступом к записанной информация. Если записать информацию в мезофазв, перевести систему в изотропное состояние я резко охладить, то информация становится недоступной. Если же эатом опять нагреть систему вышо температуры 7^, то дифракция пояздяется вновь, т.о. осуществляется доступ к информации. В наших экспериментах было осуществлено более 100 циклов скрытая и доступа к информации.
В последнем параграфе 2.5 определенные с помощью СПМ* нелинейности характеристики СПМ МББА использованы для оценок еще ряда со параметров.
Оценено чл<і'іі ііііо угли ч»25' между длинном осью молекулы МККА и напраиленмем ,\шм>> його омеііта перехода. Прои.шедепа оценка ьарактирноги нісі'і. 'ш>: >,чііі.а температури Тс (при :ш<гіеішн І = .1 Вг/см-виличніїа Л 7^0.3"). Оцепени характерные значения концентрации СИМ и наших экспериментах. При І^З Вт/см- ьелнчипи Ср~0.0/. Оценки неличин \ТС и Ср дали поіможность сделать оценку относительного и імепеннм ІІЄЛІІЧ1ІІШ межмолекулмрною ІіТіШМиДеНСТІШИ И аШІХ>Г|»>11ІШ молекулі.1 МГ>ГіА (см. (3(1; -И'/І'ф»-? Ю'З. Таким образом. результаты »тои і.иіім
шікашшіот, что СПМ-иели ценность может Гіьіть положена и ікіікі,; :и]и|>скпшііогі> методе їй ч ледщ.иННЙ ЖК. Особенность метода СОСТОИТ и том, что огромние пичиш» нараметроц СПМ-иелинейногтн но:іиолмі»т СПМ служить а ..иг. .коїффсктишнш метки, концентрацией и
иростраіістиенішм распределение! і кі>горой можно управлять с ішмиіі|і і‘> снеї а.
Глава 3. СПМ-иилинсйноспи. изотрогишг фа ти НЖК ЛШБЛ
Мшостно, что и изотропной жидкости, .ІІЛНЛН точки фаг.оиою перехода (ФИ) а мезофату критически раст/. фл>.і,іцп.і ориентационного морилка. Поэтому представляло интерес исследоианне сшшсти СГ1М-нелинейности а атом нптершіле температур. Ми нрсднолаїалн, что сильные флуктуации ориентационного упорядочения иблизи Гс могут скататься на «иойстиах СПМ-нелнпенностн и проявиться :и)>фекть!, характерные для жидких кристаллов.
В параграфе 31 изложена к'орня СПМ-нелинейностн изотропной фаїм (ИФ) Пік ічілизи Тс. рашнтая И.П.Пшікешічем н В.Ю.Решетником. (Xпенной ос..<’м ноостью рассмотрения СПМ-нелинсйности в этой области налнегем -по ьа«иіуіо роль здесь мірают флуктуации ориентационной унорндочснносш молекул (флуктуации локального параметра порядка лі}. В пюгрониой <1>а «-■ вдали от Тс флуктуации 65 мали, а и мезофазе -ні сущесі пенни по сраішипшо с величиной 5.
Пі,(ранее. ••} для и імонріпія лиілі-ктрической проницаемости ИФ Н/ІСК пбли-.м Тс мочаю тлнисать п пидс:
Лі: - /.СрЛур ,
on
ідо Дур - ур - Ург,. черга о шачает тепловое усрсдіісние. Кажл>-<й m сомножителей її (10) тяшіспт от ориентационной упорядоченности молекул it. следпімтелгпо, испытывает сильные флукі уаїцш вблизи Т^. Так. Ср - Ср + i>Cp(SS), Ср- среднее значений коиіи мрацип СГ1М; аналогично выглядят и другие сомножители.
Поскольку среднее значение параметра порядка в ИФ равно нулю, то члены типа Л/'pSCp ”0 и выражение (11) принимает вид:
Здесь ми пренебрегли флуктуациями тензора локального поля.
• Первый член в (12) описывает СПМ-нелинейностъ а ИФ вдали от фагового перехода. Второе слагаемое утягивает вклад ориентационных флуктуаций. Поскольку флуктуации Ср и Дур пропорциональны 55. то
шачит критически расти с приближением к Тс.
' проведен был для конкретной экспериментальной ситуации м.и псп., кловании метода динамической голографии. При :г«м у • ■■< .. что флуктуации концентрации СПМ определяйся
флуктуациями их молекулярного ко.тффицнента поглощения и могут также ^аписеть от флуктуацій времени жизни и ко->ффи чионта дчффу чш СПМ. В результате было получено выражение для параметра кубинской ііе.ччіейности ЧФс учетом флуктуаций S'
(12)
следует ожидать, что второе слагаемое будет пропорционально
-г ^ ^ С01т) к Ау С(Лп кРк^Г
с2»,* - с1»,у + £:у.» В п-2 - ~ эл-п 1Т-Т\1/2‘ ^
Ч‘ хгпн 24я1]у(Г - Г |
Здесь Сд - концентрация молекул НЖК, »)у - константа пязкости. Первое слагаемое является регулярной частью и сшггветствует СПМ-нелинсйности обычной иилиисйной жидкости. Второе слагаемое является
флуктуоцшшиим. Оио иропорцноиолыю (г - Г ) .где Т’- температура
абсолютной неустойчивости ИФ. Оценки соотношения величин у и е2цу показывают, что флуктуа^юнпое слагаемое становится сравнимым с регулярным при Т-Т**=0.1°.
Результаты экспериментальных исследований СПМ-пелииейиости изложены в 1И||йОШ)н112. Основным измеряемым параметром являлась интенсивность едмодифракции (^а^пучм» Но-Сс1 лазера, записывающего синусоидальную голографическую решетку. Исследовалась температурная зависимость 1^(Т).
При приближении к ФП значение критически возрастало. Такой рост может быть обусловен не только флуктуационным, но и регулярным слагаемым в (13), поскольку параметры, входящие в у . могут сильно зависеть от температуры вблизи фазового переходя.
Анализ температурного поведения всех параметров, входящих в С}у „ , показал, что вклад в ^(Т) могут дать лишь зависимости й(Г) и Тспн(Г). Зависимость 1)(Т) была измерена методом динамической гало1-рафии; коэффициент 5 нелинейно уменьшался с приближением к Было показана также, что зависимостью Хспм(Т) в регулярном слагаемом можно пренебречь.
Получсшюя зависимость 5(Г) позволила нам выделить из общей температурной зависимости ^(Т1) флуктуациоиное слагаемое. Из выражения (13) следует, что вклад регулярного слагаемого в общее значение
можно регулировать, изменяя период голографической решетки Л. Поэтому. измерив температурные зависимости !й(Т) при разных значениях Л, можно нолучип. зависимость /^(Г) и, соотшггстзопио. Ед».У (Т) (рмс.2). Видно, что С2ЧУ критически растет при приближении к фазовому переходу.
Ркс.2
Таким образом, экспериментальные данные свидетельствуют, что вблизи перехода в меэофаэу существенный вклад в СПМ-нелинейность дают ориентационные корреляции флуктуаций коицеїгфации СПМ и поляризуемости молекул НЖК. Отметим, что в опи сонных экспериментах впервые были обнаружены неизвестные ранее корреляции флуктуаций поляризуемостей молекул и концентрации фотоизомеров.
Глава-4. СПМ-пелшіейность двухфазной области НЖК. Как било показано в предыдущих главах, СПМ-нолннейность наиболее высока вблизи фазового перехода в изотропную жидкость. Однако исследования в этом температурном диапазон» затруднены, т.к. система в этой области крайне нестабильна и неконтролируемо откликается на внешние слабые воздействии и требует стабилизации всех параметров. Кроме того, ЖК
склонен становится гетерогенным пПлп'Ш Тс - сист-‘мя разбивается и*> KdllAII ИЗОТроИНОИ И Ш'МЛТНЧсСКОН (jxil-
Основпля идея этой главы состоит и том. что эти трудности могу г быть преодолены, сели каким-либо обратом расширит!, область ФП обеснечш iipii -т»м достаточную оптическую однородность системы Нам удалось создать гакую систему, использовав НЖК М11БЛ с пемезогеннимн примесями. Мы воспользовались тем, что введение таких примесей расширяет область ФП и приводит к появлению достаточно широкой, области сосуществования изотропной и нематической фаз. Температуры переходов m нематической флзи п 2-х |}<азнук> область Тп и из 2-х <|м пит области в изотропную фалу Tt линейно уменьшаются с упелпи нпем концентрации немезогеппой примеси С (рис.З):
(С,п > £,• - коффициеити пропорциональности), т.е. ширина доухфа-.тш области пропорциональна С. Соотношение между объемам» сосуществующих фаз Vn и V/ и соответствующими концентрациями
Из (14)-(15) видно, что с ростом Т происходит перераспределение объемов сосуществующие фаз - количество и потрошит фазы линейно увеличивается гм счет нематической фазы. И.П.Пинкспичем и
В.Ю.Решстннком Пило показано, что температурная зависимость параметра порядка слаба и значение 5 близко к значению 5 в точке ФП чистого НЖК в изотропную жидкость.
(II)
примеси Сп и Cj определяются правилом рычага:
Y* СГС'
v, сп-с
(15)
рис.З
В параграфе I. омнсаии методика іірш»г>іил>іііія образцов МБГіА, пшпчиски идіи.роді і их її 2-х фазной области, н свойства таких образцов.
ІІанлучшне реіультати были получены для плапарпи-орпеїтіроваїшого и меш<|мзе ІІЖК МНБЛ с естественными примесями (продуктами ііп деградации). Для получения гомогенной структури илапарно-ориентнрованньш образец ква шаднабатически нагревался от комнатной температури. Посли входа в 2-х фазную область в кювете образовывалась гомогенная анизотропная структура. Анализ текстур покаіал, что она представляет собой сэндвич, состоящий из пристеночных слоев изотропной ||к1 ш. между которыми находится НЖК.
Были проведены измерения температурной зависимости двулученреломлепия такой системы. Они показали, что при киазиаднабатомеском паїрсианин планарно ориентированного НЖК МББА и достижении температуры Тп вбли :и ориентирующих поверхностей появляются слои изотрошюй жидкости. При дальнейшем повышении
температуры толщина слоя нематической фазы, параметр порядка которого практически неизменен, линейно уменьшается. При достижении температуры Г( образец становится полностью изотропным.
Экспериментальные результаты исследований СПМ-нелинейности в 2-х фатой области описаны п параграфе .4,3- Была применена методика наведенного двулучспреломлеїшя (см.Гллву 2) - исследовалось изменение разности фаз можду е* и о-волнами Д«ра, проходящими через образец. Били измерены интенсивноспше и временные характеристики наведенного двулучепреломлеиня. Были получены также температурные зависимости Л«ра(Т) в двухфазной области (рис.4). После входа в 2-х фазную область и прохождения области критического поведения, значение Д(ра линейно уменьшалось с уволичеішем Т вплоть до температуры Г,-, где происходило резкое уменьшение Дф„ до нуля.
Как и ранее, основными процессами, происходящими при поглощении света Но-Сй лазера, били возбуждение СПМ и нагрев образца. Д\я строгого описания полученных результатов нужно решить задпчу о тепловой п СПМ-нелипойности в 2-х фазной области, что оказалось весьма затруднительно. Поэтому мы огрлз опились модельными представлениям::.
рис. 4
Была придл<>жи1>а мод'.'ль, п рамках которой езиювоа но здейстяне на 2-х фазную область саоди'.^ л смещении! рабочей то>!К {C^.Tq) на фазг.пой диаграмме С -Т (рпс.З) ли По .га счет появления СПМ. либо за счет нагреьа системы.
Снсюиндуцировинный нагрей приводит к смещению точки {C^.Tq) на иел>т<ш!|у Л Т{1) вдоль оси ОТ. Это ведет к уменьшению толщины нематического слоя и середине сэидшпа за счет упиличения слоев изотропной фазы. При :>том изменяется концентрация собственной 1:римеси в обоих фазах (см.(1!)-(!.1!). Кроме того, поскольку поляризуемость молекул примеси отлична от поляризуемости молекул ЖК, изменяются и показатели преломления обеих фат. Били получены соответствующие выражения для изменения толщины нематического слоя ЛZj,A and Ап1^1.
Появление СПМ также должно пригюднп. к сдвигу точки (C^.Tq), но теперь пдоль оси СС0 (рнс.З). Рели бы СПМ взаимодействовали с матрицей, KdK собственные примеси, ТО Воздействии сселось бы к изменению объемов сосуществующих фаз (см.(15)} при пеизмеппых равновесных значениях С( и С„. Однако, поскольку :jti> не так, то равновесные копцетрации собственных < римесей изменяются и происходит дополнительное перераспределении фаз.
Для описания этого процесса мы предположили, что появлении СПМ 1 системе можно описать эквивалентным изменением общей копцетрации примеси, т.е.
С^С0+рСр. (16)
причем в соответствии с условием постоянства параметра порядка в 2-х фазной области, s(c ) = s(c (Tq)).
В этом случае возбуждение СПМ приводит к сдвигу рабочей точки (С0,7о) на фазовой диаграмме на величину АС", пропорциональную Ср.
Такой сдпнг, как и в случае лазерного нагрева приводит к
Перераспределению ТОЛЩИН ИЗОТрОШЮИ И ] ІЄЧ.11 ГІІ'СКОІІ фаз.
ПроПорЦИОНаЛМЮМу Ср(1).
Согласно прлпилу рычага (15), сдпнг рабочий точки иднлг. оси 0Со ни ВЄДЄТ П ОДПОКОЧПОНСНТИОЙ примсспон системи К II 1МСІІІ-1ШМ рлВШШесПЫХ значений С, и Сп. Однако, перераспределение нримеспик молекул между фазами, я значит и изменение их показателем преломления псе же- будет Происходить, поскольку часті, молекул собственной примеси замешается СПМ, а их поляризуемости различны.
Таким образом, как светоиндуцироцапный нагрев, так и возбуждение СПМ приподят качественно к одним и тем же результатам • перераспределению объемов нематической п изотропной фаз, а также изменению их показателей преломления. Каждый из итнх процессом Инициирует изменение набега фазы проходящего излучения:
лро * ~-{паьг„ + г„ьпа ¥ лп,л2„). щ)
где Дп„ = Дл'л + ДЛц, ДZn = дг^ + Д7-д. В теисте диссертации выражения для всех параметров в (16) приводятся о явном ииде.
Слагаемое Д2' отвечает механизму - апологу обычной СПМ-ислппсйпости мезофази НЖК. Действительно, уменьшение толщины нематического слоя может рассматриваться, как максимально г.<. ім ~;і » изменение параметра порядка от 5(С') до нуля, т.с. соотпетс- ічгт «.качку анизотропии от па до нуля. Второе слагаемое в (17) «ігредгдяоігм процессами перераспределения собственных и свстоиіідуці маканных примесей между фазами и не имеет аналога ни в изотропной жидкости, ни в мсзофазс.
Механизм тепловой нелинейности также отличен от соответствующего механизма и изотропной и нематической фазах, где он
определяется малой производной dn/іП Кпк и в случае CI1M-
НСЛІІНЄННОСТИ, ЛаісрНиЙ lliliptU ПРИВОДИТ К lit |'t |І.ІСІІ|ІІ,Ч ЛІІІІІ'І lipilMt CLlt 11 По її ому МОЖЄІ НеОН К ПеЛИНСНПОСТН, СрлШШМО.* С ( ‘НМ ІІСЛНПЄЙііОСГМО.
і !|Н ДЛОЖЄШІіі;і модель КаЧССТИСНПО ОПИСЬШаеТ полученный
реіуЛІ.ТЧІТМ. Alirt.M11 ППКлІ 1МІ1.ІІГ, ЧТО '! Irt'lt‘11 ИЯ 1 Z,,ll Дл(1 СЛабо ІаВІІСЯТ от Температури, (1 ГО.МЦШІа zn линейно уМЄ1ІЬ111аЄТСЯ <1Т У-п — 1. нрн /-^/д до нуля її ючі.е Г, Попому изменение п„ определяете:! 11 е иінисящпм ог 7 слаїаемим (rinAZ;1) и линейно уменьшающимся слагаемым (ZnAlla), т.е. шаченш- Дфп должно линейно уменьшаться с ростом Т н скачком истин нрн достижении температуры 7, Именно таких аипенмоегь И Пыла ишучепа жепернменталым.
Таким обра him, нами цоканию, что нелнисиш ш фгюмый набег и 2-х фашин области обусловлен как измененном показателя преломления cocyij(i .:піумщих фа і. так и перераспределением их обьемов. Полученный р«: іулі la ты объяснены и. рамках качественной модели, интерпретирующей спешное воздействие па cj J < ■ ■ и 2-х фашой области, как един г рабочей точки на диаграмме темт ;v> і ура-концентрация примеси.
Г'лава-5. Соч.міі;чдучи^-<'оіип.іе примесныь- молекули о химсш^ричгскт жидких кристаллах. В рассмотренных пиши случаях ML'XdiiiMM СГІМ-ііелипеніїостн бил обусловлен светоиндуцнровапным тмепеннем параметра порядка ЖК при возникновении СПМ. В тоже иремя интересно обнаружить эффекты, и которых появлении СПМ приводил» би к изменению второго параметра, характеризующего макроскопические свойства ЖК - директора ЖК d. Така" возможность представляется в холестерических ЖК, в которых период пиралыюй структуры р сильно зависит от несимметричной части орпе.пациошюго межмолекуляриого взаимодействия. Мы предполагали. что это взаимодействие может бить изменено при фотоиревращешмх оптически активных компонент ХЖК, что прішидеї к изменению значения р. Кроме тоги, поскольку ноле директора п ЖК-ячийках существенным образом
определяется услопинмп н-'. границе с ориентирующей поверхностью, мы ичитыпали, что сможем обнаружить в ХЖК :>ффекті і илпяпші поверхности на свойства СПМ-нелииеГшости
В параграфе. 5,1 описаны результаты экспериментов но оГіпаї. ■ жеиию пффекта обратимого изменения шага спирали ра Был» исполі «>!>апм ХЖК, п которых значение р0 тахо1»г>, что полоса селективного ог: ажеі»'.;к холесіерика лежит в видимом дняпачег -.нектрл. К этом случае изменение р0 может быть легко зарегистрировано по сдвигу максимума полосы селективного отражения, который определяете): соотношением:
холестерической спирали и волновым вектором падающего спета.
Световое воздействие может изменить к.іі" значение П, так и р(1. причем механизмы зтнх изменений могут быть весьма разнообразны. Поэтому одной из задач был выбор такой Х/КК-снстсми, у которой изменение >.£, обусловлено главным образом СПМ-нслииейностио.
Мы останопились на индуцированных ХЖК на основі; нема гкческіїх матриц с фоточупствителышми закручивающими добавками из ряда арклидсн-ментапоноп (Институт "Монокристалл", Харьков). Эш ещества обладают высокой закручивающей способпостмо (р —20-40 мкггЬюль'* с стандартных фотоусгенпвпшх цваноОнфсішловьіх матрпцлх), елзбой зависимостью р0(Т)- Значению р п широкой области относительной концентрации добавки Су5 пропорционально Ср
К = пРо сое1 (? .
(10)
где П- средни»! показатель преломления ХЖК, у- угол между- осью
1
РСр’
(19)
где С,, = N3 / (і'ч'р + N0), Л?р- концситраірія молекул добавки, М0-конценгрвция молекул матрицы,
Д'.і этих добавок характерна фоторелкция траис-цис изомеризации относительно С "С хромоформпон группы в хиральном (фрагмента при поглощении н Олижлем УФ-дианазоно спектра. В видимой части спектра поглощении певелнко. Поэтому можно предположить, что изменении П 'л счет изменения поляризуемости Гудет незначительным. Чрезвычайно важно, что цис-нзомер доПішки квашсфсрнческий, т.о. фотоіізомеризацня дожла приводить к резкому умепцці-шікі значения Р
Одаїг полосы селективного отражения вызывался в планарноориентированном ХЖК на осново нгмзтической матрицы с добавкой арилиден-мептанона (С^ — 0.09. Хь-*0.54 мкм"*) сватом Но-Сс1 лазера,
Сдвиг ЛХь рогастрирогізлея по изменению пропускания тестирующего излучения Не-Ми лазорч, которое изменялось при сщшированни полосы селективного отражения относительно длины волны тестирующего излучения Х|~0.63 мкм. Были исследованы интенсивностная зависимость X.
1,(1). а тіїкжи кинетика изменения Х^1).
Р.|іШ
0.І0
їда = е1= 0.29Вт/см2
0.36
1М, Вт/см2
0.32
Анализ полученных результатов покатал, что изменения X/, обусловлены светоипдуцировашшм изменением шага холестерический спирали. Наблюдаемый едпиг но может быть объяснен нагревом образца и шмсисипем параметра порядка матрицы; оспопной причиной обнаруженного :и}>фект^ яиллстся изменение закручивающей способности добавки после ее фотопревращення. Зависимость р/1) покатана на рнс.5.
Полученный линейный характер этой зависимости соответствует «ырлжению (19), из которого следует, что
%- • т
Ро <-ро
(предполагается, что закручивающая способность СПМ рспм <<[) и котдептрация СПМ нсослика).
Обнаруженный эффект чрезвычайно силен. Эффективный параметр нелинейности е2 ”0.3 мкм/Вт см‘2 как минимум, на два порядка больше, чем при тепловой нелинейности в термоиндикаторимх ХЖК-смесях.
Результаты исследований природы фотопревращений йрилндеи-
ментанона приведены в параграфа_______5Д2. Соответствующие результаты
получены совместно с АА.Кутулсй и С-Н-Ярмоленко. Исследования изменений Уф- и ИК- спектров, а также спектров парамагнитного резонанса добавки при облучении светом ртутной лампы (X ”0.313 мкм) показали, что облучение приводит к транс-цис изомеризации хирального фрагмента молекулы относительно С”С связи. В процессе фоторсакцин цис-нзомер удалось выделить и измерить его вращающую способность рс№| »-1мкм*1 в НЖК 5ЦБ. У исходной формы в этой матрице значение ра ЗАмкм"1. Эго подтверждает предположение о том, что фотопревращення добавки приводят к резкому уменьшению зпачскня р.
В параграфе1 5,3 рошена задача о шаги холестерической спирали и его ИЗЯЄНЄ1ШЛ при возбуждении СПМ п ячейке с конечной энергией сцепления (И ГІ.Пішкевич, В.Ю.Решетпяк). Рассматривается Ґссі опечная
плосхопараллольпая ячейка толщиной 2L, в которой находится ХЖК с равновесным шагом спирали ра и энергией сцепления IV. Для ряда предельных случаев удалось получить аналитические выражения для шага спирали. В частности, и случаи сильного сцепления [$'m'JWL/K>> 1)
Р = До
I +-(1 --Вт-
5 PoV)
(21)
где ps>~4L/ 111 - шаг сп■ роли в ячейке с бесконечной энергией
сценлснни, т- число полувиткоп спирали, укладывающихся «а толщине ячейке. В этом выражении значение рп может непрерывно меняться под действием света. Тдк как рл принимает наиболее близкие к р№ но дискретные значения, то и функция р(ра) является непрерывной лишь в определенных пределах изменения значений р„. При некотором критическом значении рЦ* происходит скачок шага спирали в ячейке от значения, определяемого (22), в котором положено рш = 4L / /11, к значению, определяемому тем жо выражением, но с рш = 4L / (т ± 1). Знаки “ + " или соответствуют увеличению или уменьшению шага спирали, т.и. знаку изменения 0 при фотопревращении.
Таким образом, учет энергии сцепления ХЖК с ориентирующими поверхностями прніїодит к принципиальному результату; при достаточно сильном сцеплении раскругка спирали должна происходить плавно только в • определенном диапазоне1 значений р. При достижении критического значения Ро* будет происходить скачкообразной уменьшение) р приблизительно на пол витка,' после чего процесс повторится. С
уменьшением параметра % зависимость р(раІ в области плавного изменения р становится более резкой, а амплитуда скачков уменьшается.
Обнаружению зффектпа •лияния поверхности па спетоиндуцировениую раскрутку ХЖК ст-рол» посвищен пар^гр'Дф _ 5.4 Такие эффекты предполагалось увидеть при облучении ХЖК пространственно неоднородным, гауссовым пучком. Мы ожїідоліі. ’по п случае дискретного характера раскрутки спирали в области воздчнетппя светового пучка должна созникнуть зонная многоцпетная структура -каждой области плавного изменения шага спирали должны соотоетепмиить свое значение г. спой цвет. Проанализированы условия (толщина ячейки, возможные дсшіации толщины, выбор ориентанта с точхи зрения получения достаточно високих значений !;), выполнение которых необходимо для уверенной регнетращш такого эффекта.
Светонндуцнрзввиныс зонные структуры ирн обл'/ЧеМКИ гаусчоиим пучком Ке-Сс! лазера (риімм, /%>20мВт) были обнаружены в планарно-ориентироЕйШінх слоях ХЖК на основе нематической матрицы ЖК-В07 с добавкой арилвден-мептанонв. В качесттзо ориентанта служил натертый поливштлооый спирт (значение IV для дойной пари ЖК-ориентапт около 5 •10*2эрг.см2). .
В плоскости Х/1'І' І1ІЇТЄНСІІЕІІОСП. света Изменялась по захоїгу / = /0 ехр(-(р / Ро))1- В результате изменения шаге спирали при возбуждении СИМ в области воздействия возникала цветная структура. Она состояла пэ концентрических колец, разделенных линиями дкеклннаций. Ц'зота колец зависели от экспозиции, смещаясь от поріоиачальпого дзота ХЖК па иерцфцриы облучыиы.” обллета в сторону ИК-дилпазонй в центре кзосеты. 3 каждом из колец о предела* ч/встшгтслмгасгн глаза цвет бил постоянен, скьчисм изменяясь от кольца к кольцу. Число зон и дискретность изменения циете можно было регулировать путем изменения толщины ячейки и диаметра возбуждающего пучка.
Обработка фотографий с т.-тои'!дуц;і|, опасных с груп тур позволила получит, зависимость р(І) п видимом днапаїхні. ^пгктрл. В соотиетстшш с выражением (20) она представляет собой ступі іі-і.ітуїо крішую, образующая которой пропорциональна /.
Релаксация іонний структури зависит от природи релаксации ХЖК-ашрали. В частности, при диффузионном мехами їм и релаксаїціи полуширина гауссоцого распределения концентрации СПМ и площадь зонной структури увеличиваются , а амплитуда распределения С (г! уменьшается. При чтом кольца расширяются, смещаются на периферию и их число уменьшается. В случае же термической релаксации СПМ полуширина гауссопого распределения С ни изменяется - уменьшается только его амплитуда. В этом случае площадь зонной структуры начинает г.'лу уменьшаться. Наблюдения покатали, что б исследованных образцах релаксация ХЖК-спирали происходит по диффузионному механизму, что соответствует данным о стабильности цне-изомора арилиден-мептанопа.
Била также получена и монотонная, недпекретная зависимость р(1). С этой целью па одной из внутренних поверхностей ячейки создавалась вырожденная нланарная ориентация директора, а на второй задавалась жесткая планарная ормен гация на натертом полишшилопом спирте. В этом случае директор па первой поверхности мог относительно свободно переориентироваться. В такой ячейке цвет в облученной области изменялся плавно.
В параграфе 5.5 изложены результаты исследований орнентациошюй и интепсивпостной оптической бистабильности и ХЖК при СПМ-<п ■ инейностн. Большая чувствительность шага спирали ХЖК к свету была неоднократно использована для построения различных бистабильных схем. Однако в извести їх работах речь шла об управлении состоянием ХЖК одни.1 параметром - интенсивностью излучения.
Зависимость положения бругтовчіой полосы от угла падения <р световой волны па ХЖК-слой (см.(13)) позволяет использовать этот угол в
качсстпе счцс* одииго управляющего параметре и ри1ли:юиать ситуацию "катастрофы сборки”®. Для наблюдения оптической бистабильности при управлящем параметр*. - интенсивности спота * оптимальной является геометрия, в которой возбуждающий пучок падает нормально на планарноориентированный ХЖК. и длина полни которого находится п области брзггопского отражения. Если управляющим параметром является угол между плоскостью ХЖК и волновым вектором побуждающего пучка, то геометрия должна быть таком, что при нормальном падении длина волны спета находится они полосы селективного отражения. В атом случае и начальном положении ячейка должна быть наклонена таким образом, чтобы свет испытывал бр.-итовское отражение.
Нами продемонстрирована возможность бистабильного управления пропусканием и отражением ХЖК при помощи изменения параметров ] и <р, используя СПМ-нслинсйность. Источник света и ХЖК ячейка были теми же, что и п предыдущих экспериментах, описанных в атом параграфе. Для увеличения чувствительности света к изменению состояния ХЖК использовалось излучение- с круговым состоянием поляризации. Необходимое положенно брэгговской полосы достигалось вариацией концентрации арилиден-ментанона.
В случае использования интенсивности как управляющего параметра, лазерный пучок падал нормально на ХЖК-ячейку и при малых значениях I испытывал брэгговское отражение. При плавном нзменепшш I была получена бистабильная кривая Р(ц(Р0ш) зависимости мощности света, прошедшего через ячейку, от мощности. падающего на нес света. Она характеризовалась высоким контрастом (=0.7), низкими порогами переключений /оп*6.3-10-2 Вт.см'2 и /о//»7.410'Звт.см*2 и широкой областью бистабильности Уап'Ъ/ЙН^оп+
Аналогичные гистерезис и скачкообразные изменения пропускания ХЖК при плавных изменениях угла <р наблюдались в геометрии, когда в
ПііЧіїлі.ііі'.н состоянии ячейка бмлд наклонена таким обраюм, чтобы реализовалось условии брлтовского отражения.
ВИСНОВКИ
1. Далскодіїоча орігпгаційпа міжмолекулярна взаємодія в мезофазі веде до того, що фогонеретворепня молекул рідкого кристалу викликають склілу зміну його параметра порядку І, як наслідок, його показника заломлення.
2. Зміна параметра порядку РК при фотонерегьореипях йог» молекул иишамаї. аііомалмю спліну кубічну оптичну псліііійпість пематикіи з фото.., «.іабілиінми молекулами. фотонеретиорені молекули можуть розглядатись як сііітлоіпдуковаїїі домішки. В цій моделі ефекти зміни показника заломлення описуються сііітлопідукоиаинм зсувом температури фа зоною переходу ирн збудженні СДМ.
3. СДМ-п. лінійність може бути з успіхом иикористапа для дослідження зниротпих фотоііерепіорепь молекул ХРК і визначення їх параметрів. Так. методи динамічної голографії та наведеного дцопромипезаломлешія дошоляїоть визначити найважливіші характеристики фотоізомеризаційних переходів. При чому, досліджений процес траііс-цис ізомеризації молекул МЬІІЛ, вдалося виявити, що в мезос|>азі цей процес може проходити з сфсктипніеп», більшою за одиницю; виміряти коефіцієнт дифузії цис-форми і оцінити вилив поверхні на характеристики транс-цис переходу.
І. Ріст флуктуацій орісптаційпиго порядку ііри наближенні до точки фазового переходу з боку ізотропної фази веде до зростання корреляцій між концентрацією СДМ і зміною їх поляризоааності по відношенню до вихідних молекул В результаті, СДМ-пелінійність ізотропної фази критично зростає о області фазового переходу в мезофазу.
5. Збудження СДМ в двуфазній області домішкового НРК иедо до світлоіндукованої зміїні показника заломлення і об'ємів співіснуючих фаз через збільшення загальної кількості домішкових молекул в системі і відмінності характеристик СДМ від характеристик основної домішки. Цей
ефект може бута описаний о рамках моделі спітлоіндукопазіого зсуну робочої точки (С.Т) на фазопій діаграмі "температура-концентрація домішки".
6. В холсстсрігших РК зміна аахручуючої здатності при фатоперствореннях складаючих його молекул веде до сильних змін кроку холестсрнчної спіралі. При ці.ому. в РК-комірках -з кінцевою енергісіо зчеплення холестерика з орісігукічпми поверхнями збудження СДМ пикликас немонотонно, скачкоподібие розкручупашія ХРК-спіралі і дискретну зонну структуру стаціонарного розподілу при опроміненні комірки і,росторош> неоднорідним світловим полем.
Матеріали дксертеції надруковані у нгстутиап: робото*:
1. СХ.Одулоп, Ю-А-Рсзпикоп, О.Г.Сврбсн. М.С.Сосг.іш, Е.К.Ороліл-.а, Л-И.Хияиіяк. Динамические голографические решетки о мспофазе нематическл-.го гхидкого кристал/л. УФЖ, 1030. т.25. N 11, с.1922-1924.
2. СГ.Одулої!, ЮА-Розіткоа. М.С.Соскіш, Л.И.Хі;;і;іїлк. Поляризационная запись голографігческих решеток в мезофазе нсмапгіеского ;.чіїдкого кристалла МББА.- ДАН СССР , 19S2, N 3, с. S98-G01.
3. СГ.Одулов, ЮА-Рсзникоп, М-ССоскин, А.И.Хигкняк.
Фотостимулиропашгио превращения молекул - новый тип '‘гигантской" оптической нелипешюсти жидких кристаллов.- ЖЭТФ, 1932, т. 62. в. 2, с. 1475-1484.
4. A-Khyzhnyak. S.Odu!ov, Yu.P.eznikov, M.Soskin. Dynamic hoiog-?m recor-ling and phase conjugation of lowpower laser radiation in ncmatic liquid егуь*а1.-Procecding of Internationa] Ccnf. on Lesere'82, USA, 1982, p. 40-47.
5. СГ.Одулов, Ю-А-Резников, М. С. Со скин, А.И.Хлжняк.
Фотостимулироваїшое изменение температуры фазового перехода и "гигантская'' опткчоская нелинейность жидких кристаллоЕ.- ЖЭТФ. т. 85, 1883, в. 6(12). с. 1988-.'Ova
С.Г.Одулоц, '.O A.Pi' щикоц, М.С.Соскии. А.11.Хижняк. Исследовании фогоире-^ращеиин жидкого кристалла МБЯЛ методом самопопдсйстиия сыпог.ых пучке н- 11 ин'стия АН СССР, серфит, ЮЛ. т. -18. N 3. с. 170-173.
7. Ю.Л.Регшнкои, АП.Хижияк. Влияние днффушн фотонре-нращемних молекул Па м.рАКГСрИСТИКН нелинейных ЛН113 и ЖИДКОМ кристалл^.- УФ/К, 1081, N с. 506-600.
8. С.В.Шим|кшск11Й, Ю.А.ГУ мшкоа. Сиетоиидуцироиапнан хиральность нематических жидких кристаллов.* ДАН СССР, 1935, т. 235, N 5. с, 11231126.
0. 'О.А.Резникон, В.Ю.Решегняк. Сш.тоиндуциропаш1Ыи примесные-моле-кули п нематических жидких кристаллах.- В с(5.: Физика молекулярных кристллмш, Киев, Паукова думка, 1986, с, 193-205.
10. II П Пииксшп, Ю.Л.Рс'ШНКоп, В.Ю.Решстняк, М.ССоскии. О.ВЯрощук. Сметоиндуцироианиие и (пеиепня параметра порядка и поляризуемости молекул нематических жидких кристаллов.- УФ/К, 1937, т. 32, N В. с. 12161220.
11. Ю.А.Ришикоа, В.Ю.Решстняк, О.В.Ярощук. Днффу.шя фотокоиформероо молекул нематического жидкого кристалла МББА,- ДАН УССР, сер.А, фнэ.-мат. и техн.науки, 1988, N В, с. 51-51.
12. П.П.Пнпкс'ВИЧ. Ю.А.Реппикои, В.Ю.Реше-тияк, М.ССоскии, А.И.Хижняк, О.В.Ярощук. Ф/уктуациоиная СПМ-нелннейпость изотрошюй фапы пе-магнческого жидкого кристалла.- В сб. "Спектроскопия конденсированных сред", Киев, 1983, Наукопа думка, с. 101-106.
13. Г.О.Пучкопська, Ю.О.Речшков, О.В.Ярощук. ФотопомерГтащя молекул мотоксиПеп^шдоп-п-бупл-ашлщу.- УФЖ, 1909, т. 34, с. 1036-1039.
14. 1.И.Г1н1кевич, Ю.О.Резшков, В.Ю.Решстняк, М.ССоскш, Л.1.Хижняк, О.В.Ярощук. Конформащнна оптнчна нелнпйшеть НРК I фотостимульопаш инутрЬпньо-молекулярш переходи з ефсктившстк), Гнльпюм одиншр.- ДАН УРСР, сер.Л, фп.-мат. та техн.пауки, |92и, N , с, 57-61.
15. ІІ.П.Пніїксвич, Ю-А-Резішков. В.Ю.Рсшстияк. М.ССоскин, А.И.Хііяиіяк.
О.В.Ярощук. фотостимулированныс копформаїрюїпшс перехода молекул пгматичсских жидких кристаллов с квантоаьім виходом, большим одишщи.- Оптика и спектроскопия. 1939. т. 67. в. 4. с. 753-755.
16. В.Б.Виіюградов, Л-А-Кутуля, Ю-А-Резников, В.Ю.?ешетияк, А.И.Хшхпяк. Фотостимулнровашшй сдвиг полосы сслектішиого отражения в индуцированном холост; пи^сском жидком кристалле.- Письма в ЖТФ, 1909. т. 15k в. 23. с. 60-66.
17. Л-l.Khizhnyak. I.P.Pinkevich, Yu-A-Rcznikov, V.Yu.Rcshetnyak,
O.V.Yaroshchuk. Optical nonlinearity and dinamic holography of nematic liquid crystals.- SPIE, v. И83, Holography’89, p. MO-218.
18. И.П-Пшіксвич, ЮЛ.Рез)піков, В.Ю.Рсшстияк, А-И.Хнжняк. Конформациошіая оптическая нелинейность изотропной фалы нематического жидкого кристалла,- ЖЭТФ, 1989, т. 96, с. 948-955.
19. V.Vinogradov, A-Khizhniak. L.Kutulyo, Yu.Reznikov, V.Reahetnyak. Fotoinduccd change of cholesteric LC-pitch.- Mol.Cr.Liq.Cr., 1990, v. 192, p. 273278.
20. К.НАсатрян, В.Б.Вішогрлдов. А.Р.Мкртчяп, Ю-А-Рсапиков, Н.Б.ТаСнрян. Оптика и спектроскопия, 1990. т. 64 в, 4. с. 831-835.
21. LP.Pinkevich, YuA-Reznikov, V.Yu-Reshotnyuk. Conformational optical nonlinearity of nematic liquid crystals.- Mol.Cr.Liq.Cr., 1991, v. 207, p. 43-52.
22. Ю-А-Резтжов, О.В.Ярощук. КвазистАЦношриая запись информации в жидком кристалле, внедренном в пористое стекло.- 1991, т. 36, N 7, с. 10021067.
23. LP.Pinkevich, Yu-A.Reznikov, V.Yu.Reshetnyak, O.V.Yaroshchuk.
Conformational nonlinearity of nematic liquid crystals. -
IntcmJ.Nonlinear.Opt.PhyB., 1992, N 3, p. 447-472.
24. ЮА.Резников, В-Ю-Рсідетняк, О.В.Ярощук. Светоиндуцировандые примеси в двухфазной области жидкого кристалла.- ЖЭТФ, 1992, т. 101, в.
5, с. 1529-1540.
25. I.P.Pinkevich, V.Yu.Reshetnyak, Yu-A-Reznikov, A.G.Djin. Influence of light-induct'd molecular conformational transformation end anchoring energy of cholesteric liquid crystal pitch and dielectric properties.- SP1U Proceeding, 1993, v. 1845, p. 105-417
26. В.Л-Берснберг, ІУВДдпилон, 10.А.Резникоп, А-И.Сидорои, М.Г.Томилші. Применение жидкокристаллических элементов в оптических приборах и технологиях. - Оптический журнал, 1993, №7, с.57-72
27. И П.Пинкешіч, Ю.А.Речникоп, В Ю.Решетняк. Спетоиндуцированнио примесные молекули в нематич< ском жидком кристалле,- Препршіт ИФ АН УССР, Кис», 1934, N 6. 27 с.
28. Ю_А.Репников, В.Ю.Решетняк, О.В..Чроіцук, В.В.Лутковский. ((информационная нелинейность в двухфазной области НЖК.- Препринт ИФ АН УССР, 1909, N21. 46 с.
29. И.П.Пипкевич, Ю.А-Релнихоп, В.Ю.Решетняк. ОВ.Яршцук. Конформационная оптическая нелинейность НЖК.- Препринт ИФ АН УССР. N 18, 1990, 28 с.
Усі експериментальні результати отримані особисто автором або з його беї ^середньою участю. Теоротичні результати отримані разом з співавторами відповідних робіт. При цьому автор брав участь у постановці задачі та обговориш отриманих результатів. Більшість розрахувань зроблено
І.П.Пінксвічем та В.Ю.Рсшопшком, що відмічено в роботі.
ЦИТОВАНА. ЛІТЕРАТУРА
1. Б.Я.Зсльдовнч, Н.Ф.Пилипецкий, А.В.Сухоа. Н.В.Табирян. Гигантская оптическая нолииейиостъ в мозофазе НЖК. Письма в ЖЭТФ, 1980, т.31(5), с.287-292.
2. С.Келих, молекулярная нелинейная оптика. - Наука, 1967, 616 с.
3. А.Н.Теренип. Фотоннха молекул краспгелей.-Л.: Наука, 1967. '
4. СГ.Одулои, М.ССоскип. А.И.Хижняк. >:pu на ahimhivimkhx решетках. -М.: Наука, 1990.
5. Н.Д Полоцкий, В.И.Леп. П.М.Томчук. Сгимулнрпшшшк! пикрофлуктулциямн температуры превращения молекул жидкого кристалла. УФЖ. 1938, т.ЗЗ, с. 1175.
G. К.Е.Аслтрян, А-Р.Мкртчян, С.Р.Нерсиснп, Н.В-ТлГшрян. ЖЭТФ, т.95, с.562.
Резников Ю.А. Спетонндуцированные примесный молекулы а жидких кристаллах.
Диссертация пл соискание учений степени доктора физико-математических наук по специальности 01.01.07 - физика тзердаго теле. Институт физики НАН Украины, Кнеп, 1091.
Защищается 29 паучз!ых работ, которые содержат икспсрнмснтильиыь исследования аффектов изменения основных параметров жидких кристаллоп при фгтщрепращепндх их молекул. Показано, что Аальиодействующий характер ориентационною ппаимодсйстиня 'а мезофзз!. обуславливает уникальную чувствительность жидких кристаллоп к спету в полосе их электронного поглощения. Полученные результаты описаны и рамках предложенной автором модели, в которой фотопревращениые молекулы рассматриваются как светощ1дуцирс'И.хп11ь:о примеси.
Rcznikov Yu .A. Light-induced impurities in liquid crystals.
The dissertation on the application of the degree of a doctor of physics and mathematics sciences. Specialization - solid state physics 01.04.07.
29 scientific publications are defended. They contain experimental results cf investigations of effects of the changes of in.:in liquid crystal parameters caused by the phototransfnrreatiori of liquid crystal inolccules. It is show, tiidt orientational long-distance interaction in mesophasc results in the unique light sensitivity of liquid crystals in ал electronic absorption band. The obtained results arc described by the modal in which the phototrousformcU molecules arc considered cg light-induced impurities.
Ключои-Слова: pwu кристалл, фотопаретворсчшя молекул, фа-oni переходи, нолишнна оптика.
