Розробка рідкокристалічних планарних світловодів для оптоелектроніки - Автореферат

Національний університет „Львівська політехніка”Розроблено планарний світловод на основі рідких кристалів для оптоелектроніки. Виявлено закономірності поширення світла у планарному світловоді вздовж рідкокристалічного шару. Вперше встановлено звязок між характером індикатриси розсіювання оптичних елементів на основі планарних світловодів з РК серцевиною та параметрами керуючих електричних полів. Вперше розроблено метод створення планарного світловоду безпосередньо в шарі нематичного рідкого кристала з додатною величиною оптичної анізотропії та відємним значенням анізотропії діелектричної проникності. Одним зі шляхів вирішення цієї проблеми є застосування рідкокристалічних матеріалів як активного середовища планарних світловодів, які характеризуються високою анізотропією показника заломлення, високою чутливістю до зовнішніх електричного та магнітного полів та широким діапазоном робочих температур, що може бути покладено в основу створення нових планарних структур Однак для їх застосування необхідне вирішення низки проблем, таких, як узгодження оптичних характеристик РК-матеріалів та інших матеріалів, що входять до структури планарного оптоелектронного пристрою; створення високоприцезійних систем керування оптичними характеристиками РК-матеріалів та інше.Проведено математичне моделювання процесу розсіювання світла під час холестерико-нематичного переходу в рідкому кристалі для різних значень розміру розсіювальної частинки та різних кутів введення випромінювання як у самому рідкому кристалі, так і на виході з нього. Досліджено залежності оптичного пропускання рідкокристалічної комірки від прикладеної напруги як для випадку нормального падіння випромінювання (випромінювання перпендикулярне до комірки), так і для планарного світловоду (введення випромінювання безпосередньо в шар рідкого кристала в напрямку, паралельному до шару РК). Показано, що введення випромінювання безпосередньо в шар рідкого кристала призводить до значного збільшення величини контрасту при постійних значеннях керуючих напруг за рахунок різкого зменшення інтенсивності випромінювання, що вийшло з РК-комірки, за відсутності розсіюючої конфокальної текстури. Розроблено конструкцію оптичного елемента на основі планарного світловоду з РК серцевиною, яка дає змогу значно підвищити контраст у результаті зміни напрямку поширення випромінювання, що приводить до різкого зменшення інтенсивності випромінювання в напрямку спостереження. Проведені дослідження дали змогу створити оптичний розгалужувач на базі планарної мікроелектронної структури з РК серцевиною в якому керування оптичним випромінюванням здійснюється прикладанням електричного потенціалу між електродом тонкоплівкового транзистора та провідним шаром на протилежній пластині, що призводить до зміни оптичних властивостей шару рідкокристалічного матеріалу, а саме, до утворення всередині шару ділянки з більшим щодо країв, значенням показника заломлення, тобто до утворення планарної світловодної структури безпосередньо в шарі РК.