Электрооптическая ячейка

Рис. 7.15. Затвор с ячейкой Керра 1 — поляризатор, 2 — электроды, 3 — электрооптический кристалл, 4 — анализатор.

Все известные электрооптические эффекты в жидких кристаллах (ЖК) наблюдаются в тонком однородно ориентированном слое ЖК, заключенном между двумя прозрачными токопроводящими пластинами. Поэтому злектрооптиче-ские характеристики ЖК материалов в равной степени определяются как параметрами самого материала, так и физико-химическим взаимодействием ЖК с материалом подложки. В связи с этим для корректного описания электрооптиче-ских характеристик ЖК необходима унификация условий их исследования с целью исключения неидентичности параметров взаимодействия Ж.К с подложкой. В настоящее время в литературе отсутствуют систематические сведения о методике подготовки описанной системы к исследованиям, что вызвало необходимость разработки данной методики. Процесс подготовки ЖК к электрооптическим измерениям включает четыре основных этапа подготовка стекол и токопроводящих покрытий склеивание ячеек заправка ячеек ЖК веществом контроль качества ориентации ЖК в ячейке. Предлагаемый комплекс технологического оборудования и операций позволил разработать простую и легко воспроизводимую методику подготовки образцов. [c.150]

Рис. 6.3.7. Осциллограммы релаксации электрооптического эффекта ячеек с закруткой 90° и 270° при разной толщине ЖК ячейки Ь. Смесь ЖК-654 и 0,1 % ХК. Указаны временные развертки экрана осциллографа

Ориентация и динамика ЖК полимеров в электрооптических ячейках [c.395]

В электрооптическом методе в систему вводится ячейка Керра, помещенная между скрещенными поляризаторами, которые играют роль затвора. При подаче на нее высокого напряжения ячейка поворачивает плоскость поляризации на нужный угол, и свет беспрепятственно проходит через поляризаторы. В такого рода устройствах требуется сложное высоковольтное оборудование. Кроме того, этот метод неудобен в ВКР, поскольку используемые в ячейке вещества дают, как правило, паразитные линии в спектре. [c.484]

В случае ориентационных электрооптических эффектов возмущающему воздействию электрического поля противодействует момент упругих сил, стремящийся вернуть структуру нематического жидкого кристалла к равновесному состоянию, заданному граничными условиями (обычно стенками электрооптической ячейки). Деформация слоя НЖК приводит к изменению оптических свойств для поляризованного света из-за большой вели- [c.163]

Рис. 6.2. Основные виды ориентации молекул жидкого кристалла в электрооптической ячейке а — п танарная б — гомеотропная в — закрученная ( твистэ).

Подобные системы имеют ряд недостатков, которые были проанализированы Каханом и Спанье [59] и кратко перечислены ниже Интенсивность источника света должна быть постоянной и свободной от гармонических колебаний модулирующий источник должен отвечать на возбуждающий сигнал линейно регистрирующая система должна быть фазово-линейной во избежание нестабильности или колебаний время ответа должно примерно в восемь раз превосходить время модуляции требуется высокая степень линейности считывания, которая в поляризационном преобразователе должна достигать 0,1% модулирующий сигнал в ячейке Керра или Фарадея должен поддерживаться на достаточно низком уровне для того, чтобы воздействие на электрооптический элемент не было слишком интенсивным (это вызывает трудности, связанные с отношением сигнал/шум) такие системы позволяют следить только за одним эллипсометрическим параметром в каждый момент времени. [c.424]

Схема затвора с продольным полем представлена на рис. 7.14, а. Иногда вместо электродов с отверстиями используются прозрачные проводящие слои, например из окиси олова. В ячейку помещают кристаллы, обладающие линейным электрооптическим эффектом, обычно КВР или АВР. Напряжения, необходимые для создания разности хода Я/2, равны 8 и 3,4 кв. [c.202]

Квадратичный электрооптический эффект используется и в жидкостях (ячейки Керра), но по сравнению с жидкостями величина эффекта в кристаллах значительно больше, диэлектрические потери меньше возможность работы иа резонансных частотах повышает эффективность прибора. Технологичность, т. е. возможность изготовления деталей приборов, хранения и длительной эксплуатации, у кристаллов несравненно выше, чем у жидкостей. [c.278]

Исследование электрооптических свойств жидких кристаллов и их использование в различных устройствах в качестве электрооптического материала в большинстве случаев производится в ячейке типа сэндвич , конструкция которой приведена на рис. 6.1. Жидкий кристалл помещается между двумя стеклами, на внутренних сторонах которых нанесены прозрачные электроды [c.161]

Модуляцию света можно осуществлять следующими способами механическим — с помощью вращающегося диска с отверстиями, помещенного на пути светового луча электрическим — меняя во времени по заданному закону ток питания лампы, либо используя импульсные источники света электрооптическим — направляя луч света сквозь оптический элемент, пропускание которого регулируется приложенным электрическим полем (например, ячейка Керра)[47—50] Для низкочастотной модуляции (100— 1000 гц) подходят два первых способа, но для исследования быстро-нротекающих процессов они практически не пригодны, и здесь применяются лампы с короткой вспышкой или лазеры. Возмож- [c.20]

В ячейке Керра свет проходит через обладающую специальными электрооптическими свойствами жидкость (например, сероуглерод), помещённую в конденсаторе на пути луча между двумя окрещёнными николями. Окрещённые николи свет не пропускают. При наложении сильного поля в сероуглероде происходит двойное лучепреломление и свет проходит. [c.543]

Схема затвора с продольным полем представлена на рис. 7.14. Иногда вместо электродов с отверстиями используются прозрачные проводящие слои, например из окиси олова. В ячейку помещают кристаллы, обладающие линейным электрооптическим эффектом, обычно КВР или АВР. Напряже- [c.200]

Ячейку помещают между скрещенными поляроидами (одно из направлений наклона параллельно направлению одного из поляризаторов). Электрооптический эффект возникает в результате приложения к ячейке внешнего электрического поля, при изменении знака которого одно направление наклона молекулы меняется на другое. Состояние, при котором директор параллелен одному из поляризаторов, проявляется на просвет как темное (поглощение), другое состояние — как светлое (пропускание). [c.187]

Исходя из условий применимости описанной выше простой картины электрооптических эффектов, будем следить за изменениями, происходящими в жидкокристаллической ячейке. При этом будем, например, повышать разность потенциалов, подведенную к ячейке. Если при напряжении меньше или сравнимом с крити- [c.48]

Принцип записи изображения очень прост. В отсутствие подсветки фотополупроводника его проводимость очень мала, поэтому практически вся разность потенциалов, поданная на электроды оптической ячейки, в которую еще дополнительно введен слой фотополупроводника, падает на этом слое фотополупроводника. При этом состояние жидкокристаллического слоя соответствует отсутствию напряжения на нем. При подсветке фотополупроводника его проводимость резко возрастает, так как свет создает в нем дополнительные носители тока (свободные электроны и дырки). В результате происходит перераспределение электрических напряжений в ячейке — теперь практически все напряжение падает на жидкокристаллическом слое, и состояние слоя, в частности, его оптические характеристики изменяются соответственно величине поданного напряжения. Таким образом изменяются оптические характеристики жидкокристаллического слоя в результате действия света. Ясно, что при этом в принципе может быть использован любой электрооптический эффект из описанных выше. Практически, конечно, выбор электрооптического эффекта в таком сэндвичевом устройстве, называемом электрооптическим транспарантом, определяется наряду с требуе- [c.138]

Твист -эффект. При наблюдении твист -эффекта электрооптическую ячейку, содержащую НЖК с тэист -структурой, помещают между скрещенными или параллельными поляроидами так, чтобы (направление длинных осей молекул (директор I) иа одном нз электродов сов1падало с вектором поляр изации падающего на ячей- [c.168]

Весьма интересны материалы, обладающие электрооптическим эффектом (эффектом Керра), которые становятся двуиреломляющими под действием электрического поля. Такие материалы позволяют создавать твердые ячейки Керра, обеспечивающие модуляцию излучения. [c.6]

По окончании заполнения ячейка промазывается поли-винилбутиральным клеем по торцу, по которому "велось заполнение ЖК, что обеспечивает герметичность, необходимую для длительного хранения. Заключительным этапом подготовки ЖК-ячеек к электрооптическим исследованиям является контроль качества и однородности ориентации. Такой контроль осуществляется в проходящем свете между скрещенными поляроидами. При вращении ячейки с гомеотропно-ориентированным слоем ЖК оптическое поле всегда остается затемненным. В случае планарно-ориентированных образцов при вращении наблюдается последовательно равномерное потемнение и просветление оптического поля с периодичностью 45°. При вращении ячейки с, ,твист -ориентацией также имеет место последовательная смена темного и светлого полей, но период составляет в этом случае 90°. Если указанные требования выполняются, ячейка может быть использована для исследования электрооптических характеристик ЖК. [c.120]

Поскольку ДЛЯ электрооптических эффектов в холестерических ж идких кристаллах роль толщииы ячейки играет шаг спирали ро, времена Твкл и Твыкл Для них существенно меньше, чем для НЖК, -и составляют десятки и сотни микросекунд [22]. [c.175]

Вместо жидкостей в ячейке Керра используют различные кристаллические вещества, обладающие электрооптическим эффектом. К таким веществам относятся дигидрофосфат калия КН2РО4 (кристалл КДП) и дигидрофосфат аммония (кристалл АДП). Инерционность модулятора с использованием ячейки Керра незначительна и составляет 10 сек. [c.101]

Для измерений скорости затухания флуоресценции требуются иные методы вследствие значительно более короткого времени жизни. Предельное разрешение по времени, возможное с помощью механических фосфороскопов, ограничено примерно 10 сек при максимально достижимой скорости порядка 10 ООО о51мин. Измерение более короткого времени требует применения безынерционных затворов, основанных на использовании различных электрооптических и магнитооптических эффектов. Наилучшим известным прибором является, по-видимому, ячейка Керра с нитробензолом время срабатывания составляет примерно 10 сек. Для работы этого устройства требуется подать электрический импульс напряжением в несколько тысяч вольт. Затвор другого типа основан на создании в кювете, наполненной водой, ультразвуковой стоячей волны. Чередующиеся области высокой и низкой плотности действуют в совокупности подобно быстро перемещающейся дифракционной решетке, модулируя таким образом падающий световой пучо . В этом методе обычно используют фазочувствительный детектор, а время жизни определяют по сдвигу фазы между синусоидально модулированным возбуждающим светом и периодически изменяющейся флуоресценцией. Более подробные сведения даны в обзоре Вотерспуна и Остера [35]. [c.90]

Эффект гость-хозяин . Пока что рассматривались электрооптические эффекты в ячейке, которые переводили ее из прозрачного состояния в непрозрачное или наоборот. Оказывается, электрооптические эффекты могут проявляться также в изменении окраски ячейки. Это так называемый эффект гость-хозяин . Суть его состоит в следующем. В нематик в небольшом количестве добавляют молекулы дихроичного красителя (гость), которые ориентируются нематиком (хозяин) так же, как и молекулы нематика. В процессе перехода Фредерикса вместе с переориентацией молекул нематика происходит и переориентация молекул красителя, в результате чего изменяется окраска ячейки. В эффекте гость-хозяин использование поляроидных пленок в ячейке или, по крайней мере, одной из них не обязательно. Причину же изменения окраски ячейки поясняет рис. 11. На нем показаны два состояния ориентации молекул красителя в поле и без поля. Дихроичные молекулы красителя, имеющие линию поглощения света на определенной частоте, устроены так, что величина поглощения зависит от направления распространения света относительно длинной оси молекул и его поляризации. В частности, например, может быть так, что свет, распространяющийся вдоль длинной оси молекулы, поглощения не испытывает, а максимальное поглощение испытывает свет, рас-пространяю1 ийся в направлении, перпендикулярном [c.46]

Следует отметить, что в чистом виде все описанные полевые эффекты можно наблюдать, прикладывая к ячейке не электрическое, а магнитное поле. В этом случае эффекты совершенно аналогичны электрооптичес-ким, и каждому электрооптическому эффекту соответствует магнитооптический аналог с тем различием, что они определяются не анизотропией диэлектрической восприимчивости Ае и электрическим полем Е, а анизотропией магнитной восприимчивости Ах молекул и магнитным полем Н. Так как статическое магнитное поле не вызывает ни электрического тока, ни конвективных гидродинамических потоков, то в магнитооптических эффектах не проявляются усложнения, связанные с этими побочными неполевыми явлениями. Тем не менее в практическом отношении полевые электрооптические эффекты представляют больший интерес в связи с большей простотой управления ячейкой электрическими полями, чем магнитным. [c.48]

Здесь уместно заострить внимание читателя на временных характеристиках электрооптических эффектов в жидких кристаллах. Такими характеристиками являются время влючения ячейки, т. е. время, за которое происходит изменение ее оптических свойств при подаче напряжения, и время выключения ячейки, т. е. время, за которое ячейка восстанавливает свои исходные оптические свойства после снятия напряжения. Характерное значение времени включения электрооптических эффектов в нематиках составляет порядка 10 мс (10 с), ее время выключения оказывается в 10, а иногда ив 100 раз больше. Применяя специальные приемы, время включения удается уменьшить до десятка микросекунд (10 5-> — -Ю с), а время выключения до миллисекунды. Приведенные значения времен включения характеризуют быстродействие жидкокристаллических устройств и дают представления об ограничениях применения жидких кристаллов с использованием рассмотренных электрооптических эффектов в быстродействующих устройствах. Что касается медленных процессов, то приведенные выше значения времен выключения не накладывают принципиального ограничения на продолжительность времени нахождения ячейки в измененном состоянии после выключения сигнала. Дело в том, что при необходимости могут быть использованы электрооптические эффекты с памятью, о которых говорилось выше, а в этом случае ячейка может находиться в измененном состоянии после выключения управляющего сигнала неограниченно долго. [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология