Поляризационно-чувствительные волноводные каналы в нематическом жидком кристалле

Abstract

Предложен метод создания нематических жидкокристаллических структур с пространственно модулированной оптической анизотропией, позволяющих реализовать волноводное распространение линейно-поляризованного лазерного излучения. Созданы управляемые планарные жидкокристаллические элементы с периодическим электродом на подложке. Принцип формирования управляемых поляризационно-чувствительных волноводов основан на реализации эффекта полного внутреннего отражения излучения от электрически контролируемой границы раздела двух областей нематических жидких кристаллов с различными топологиями ориентации директора. Экспериментально реализован режим волноводного распространения линейно-поляризованного света в созданных жидкокристаллических структурах и на основе полученных результатов определены рабочие характеристики исследуемых нематических жидкокристаллических ячеек. Условия формирования модуляции показателя преломления и включения режима волноводного распространения света анализировались теоретически и были протестированы экспериментально. Выполнен анализ пространственного распределения директора жидких кристаллов по толщине и плоскости волноводной структуры ячейки при различных значениях управляющего электрического поля и проведено сопоставление аналитических оценок с экспериментальными результатами. = The method to create nematic liquid crystals structures with spatially modulated optical anisotropy which make it possible to realize waveguide propagation of the linearly polarized laser radiation is offered. New controllable planar liquid crystals elements with a periodic electrode within a glass substrate have been created. The principle of forming the controlled polarization-sensitive waveguide channels is based on realization of the radiation total internal reflection effect from the electrically controlled interface between two regions with different topologies of the nematic liquid crystals director orientation. The waveguide propagation mode of linearly polarized light has been realized; the performance of the tested nematic liquid crystals cells has been specified on the basis of the results obtained. The conditions for the formation of the refractive index modulation and for the activation of the waveguide light propagation mode have been analyzed and experimentally tested. Analysis of the liquid crystals director spatial distribution in the bulk and in the plane of the waveguide structure at different voltages has been performed; the analytical estimates and experimental results have been compared.