Рідкокристалічні оптичні активні елементи

Вид работы и учебная дисциплина

Готовая дипломная работа по дисциплине Физика

Содержание

Реферат







Сторінок – 77

Рисунків – 36

Використаних джерел – 17

В данній магістерській роботі нам потрібно було дослідити оптичні властивості рідких кристалів, а також створити і здійснити апробацію рідкокристалічних оптичних активних елементів.
В цій роботі описано структуру та властивості рідких кристалів, а також здійснено огляд експерментальних методів дослідженння структури рідкокристалічних полімерів. Крім цього розглянуто ряд рідкокристалічних оптичних активних елементів; виготовлено та досліджено деякі з цих елементів (електрооптичний затвор, циліндрична лінза).





















Зміст



Вступ.............................................................................................................................................6
1. Теоретична частина.............................................................................................................7
1.1. Поняття рідкого кристалу його будова та властивості.......................................7
1.1.1. Означення рідкого кристалу.............................................................................................7
1.1.2. Будова рідкого кристалу...................................................................................................8
1.1.2.1. Смектичний тип............................................................................................................8
1.1.2.2. Нематичний тип............................................................................................................8
1.1.2.3. Холестеричний тип.......................................................................................................9
1.1.3. Загальні властивості рідких кристалів.............................................................................9
1.1.4.Фізичні властивості рідких кристалів.............................................................................10
1.1.4.1. Теплові властивості рідких кристалів.......................................................................10
1.1.4.2. Електричні властивості..............................................................................................12
1.1.4.3. Магнітні властивості..................................................................................................13
1.1.5. Оптичні властивості........................................................................................................13
1.1.5.1. Загальні оптичні властивості.....................................................................................13
1.1.5.2. Оптика нематиків........................................................................................................14
1.1.5.3. Оптика смектиків........................................................................................................16
1.1.5.4. Оптика холестериків...................................................................................................17
1.1.6. Основні напрямки дослідження рідких кристалів......................................................17
1.2. Експериментальні методи дослідження структури рідкокристалічних полімерів....................................................................................................................................19
1.2.1. Методи оцінки типу мезофаз..........................................................................................19
1.2.1.1. Оптичні методи...........................................................................................................19
1.2.1.2. Калориметричні дослідження....................................................................................21
1.2.1.3. Змішуваність...............................................................................................................22
1.2.1.4. Поведінка реології......................................................................................................23
1.2.1.5. Орієнтація в зовнішніх полях....................................................................................23
1.2.1.6. Електронно – мікроскопічні дослідження................................................................24
1.2.2. Методи дифракції рентгенівського випромінювання, електронів і нейронів...........24
1.2.2.1. Розсіяння випромінювання речовиною....................................................................24
1.2.2.2. Розсіяння рентгенівського випромінювання ізольованими атомами і молекулами.......................................................................................................................... ........26
1.2.2.3. Розсіяння структурами скінченних розмірів............................................................32
1.2.2.4. Досконалість просторової періодичності та картина розсіяння рентгенівсського випромінювання...........................................................................................................................34
1.2.2.5. Особливості дифракційних картин полімерних мезофаз різного типу.................43

2. Експерементальна частина.............................................................................................46
2.1. Нематики та електро- і магнітооптичні ефекти в них.....................................46
2.1.1. Оптична комірка на базі нематичного рідкого кристала...........................................46
2.1.1.1. Оптична комірка.................................................................................................................47
2.1.1.2. Електрооптика нематиків..................................................................................................48
2.1.1.3. Перехід Фредерікса............................................................................................................51
2.1.1.4. Ефект «гість – хазяїн»........................................................................................................52
2.1.1.5. Домени Капустіна — Вільямса і динамічне розсіяння.................................................53
2.1.2. Зміна орієнтації оптичної осі в зразках нематиків під дією електричного поля...........................................................................................................................................55
2.1.2.1. Ефект Керра..........................................................................................................55
2.1.2.2. Деформація гомеотропних текстур.....................................................................56
2.1.2.3. Закручена планарна текстура нематиків. Ефект Шадта — Хельфриха............57
2.1.3. Застосування електрооптичних властивостей рідких кристалів...........................58
2.1.3.1. Загальна класифікація..........................................................................................58
2.1.3.2.Матеріали......................................................................................................................59
2.1.3.3. Перспективи застосування електрооптичних властивостей рідких кристалів..........................................................................................................................................59
2.2. Модальна адаптивна рідкокристалічна лінза з оптичним керуванням............................................................................................................... ................59
2.2.1. Постановка задач та загальна схема експерименту....................................................59
2.2.2. Основні рівняння...........................................................................................................60
2.2.3. Розрахунок розподілів напруги і фазового зсуву.......................................................61
2.2.4. Параметри фоточутливого шару..................................................................................63
2.3. Електрофізика модального багатоканального рідкокристалічного коректора хвильового фронту............................................................................................64
2.3.1. Розрахунок імпедансу БРКК.........................................................................................65
2.3.2. Імпеданс РК....................................................................................................................67
2.3.3. Експериментальне дослідження БРКК........................................................................69
2.4. Експериментальні дослідження рідкокристалічного оптичного активного елемента................................................................................................................71
2.4.1. Мета експерименту........................................................................................................71
2.4.2. Схема експерименту......................................................................................................71
2.4.3. Будова кювети................................................................................................................71
2.4.4. Методика експерименту................................................................................................72
2.4.5. Результати експерименту..............................................................................................72
Висновки....................................................................................................................................74
Список використаної літератури......................................................................................75
Додатки.......................................................................................................................................76



Список умовних позначень, термінів, скорочень

РК – рідкий кристал;
ІЧ спектр – інфрачервоний спектр;
УФ спектр – ультрафіолетовий спектр;
ППГ – поліпропіленгліколь;
ПЕТФ/ОБК – марка співполімера;
БРКК – багатоканальний рідкокристалічний коректор;
МРКЛ – модальна рідкокристалічна лінза;
ФЕП – фотоелектричний помножувач;
КЕ – керуючий електрод;
ОКЛ – оптично керована лінза.

Введение

Вступ
Рідкі кристали відіграють важливу роль в нашому житті. Вони є ключовим елементом багатьох сучасних приладів і пристроїв. До цих париладів відносяться годинники, термометри, дисплеї, монітори тощо. Що ж це за речовини з такою парадоксальною назвою «рідкі кристали» і чому до них виявляється такий значний інтерес? Інтерес до них, перш за все, обумовлений можливостями їх ефективного застосування у ряді галузей виробничої діяльності. Впровадження рідких кристалів означає економічну ефективність, простоту, зручність.
Рідкий кристал – цей специфічний агрегатний стан речовини, в якій вона проявляє одночасно властивості кристала і рідини. Відразу треба відзначити, що далеко не всі речовини можуть знаходитися в рідкокристалічному стані. Більшість речовин може знаходитися тільки в трьох, всім добре відомих агрегатних станах: твердому або кристалічному, рідкому і газоподібному. Виявляється, деякі органічні речовини, що складаються з складних молекул, окрім трьох названих...


Объем: 77

Год выполнения и защиты - 2009