(45-6) 06 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Особенности магнитооптики дихроичных холестерических жидких кристаллов
А.А. Геворгян 1, С.С. Голик 1,2

1 Дальневосточный федеральный университет,
690922, Россия, г. Владивосток, о. Русский, п. Аякс, 10,

2 Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук,
690041, Россия, г. Владивосток, ул. Радио, 5

 PDF, 1772 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-928

Страницы: 839-847.

Аннотация:
В работе теоретически исследованы магнитооптические свойства дихроичного холестерического жидкокристаллического слоя при больших значениях магнитооптического параметра. Подробно изучены особенности всех решений дисперсионного уравнения. Исследованы особенности спектров отражения, пропускания, поглощения и влияние диэлектрических границ на них. Рассмотрены особенности локализации света и магнитоиндуцированной прозрачности в дихроичных холестерических жидких кристаллах. Исследование особенностей локализации света показало, что наличие внешнего магнитного поля, как и наличие диэлектрических границ, приводит к появлению осцилляций, которые зависят от интенсивности локализованной в слое энергии, от координаты оси, направленной вдоль оси холестерика. Показано сильное влияние показателя преломления изотропных полупространств, граничащих с дихроичным холестерическим жидкокристаллическим слоем, на оптику рассматриваемого слоя. В частности, магнитно-индуцированная прозрачность и дифракционное пропускание возникают только при определенных интервалах изменения показателя преломления изотропных полупространств.

Ключевые слова:
фотоника, магнитооптические материалы, жидкие кристаллы, полуметалл Вейля, дифракция.

Благодарности
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования в рамках выполнения работ по Государственному заданию РФ, проект FZNS-2020-003 №0657-2020-0003.

Цитирование:
Геворгян, А.А. Особенности магнитооптики дихроичных холестерических жидких кристаллов / А.А. Геворгян, С.С. Голик // Компьютерная оптика. – 2021. – Т. 45, № 6. – С. 839-847. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-928.

Citation:
Gevorgyan AH, Golik SS. Features of magneto-optics of dichroic cholesteric liquid crystals. Computer Optics 2021; 45(6): 839-847. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-928.

Литература:
  1. Zvezdin, A. Modern magnetooptics and magnetooptical materials / A. Zvezdin, V. Kotov. – Boca Raton: CRC Press, 1997. – 404 p.
  2. Gennes, P. The physics of liquid crystals / P. de Gennes, J. Prost. – 2nd ed. – Oxford: Clarendon Press, 1995. – 561 p.
  3. Blinov, L.M. Electro-optical and magneto-optical properties of liquid crystals / L.M. Blinov. – New York: John Wiley & Sons Ltd., 1983. – 341 p.
  4. Hosur, P. Recent developments in transport phenomena in Weyl semimetals / P. Hosur, X. Qi // Comptes Rendus Physique. – 2013. – Vol. 14, Issue 9. – P. 857- 870.
  5. Yan, B. Topological materials: Weyl semimetals / B. Yan, C. Felser // Annual Review of Condensed Matter Physics. – 2017. – Vol. 8, Issue 1. – P. 337-354. – DOI: 10.1146/annurev-conmatphys-031016-025458.
  6. Armitage, N.P. Weyl and Dirac semimetals in three-dimensional solids / N.P. Armitage, E.J. Mele, A. Vishwanath // Reviews of Modern Physics. – 2018. – Vol. 90, Issue 1. – 015001. – DOI: 10.1103/RevModPhys.90.015001.
  7. Belopolski, I. Discovery of topological Weyl fermion lines and drumhead surface states in a room temperature magnet / I. Belopolski, K. Manna, D.S. Sanchez, G. Chang, B. Ernst, J. Yin, S.S. Zhang, T. Cochran, N. Shumiya, H. Zheng, B. Singh, G. Bian, D. Multer, M. Litskevich, X. Zhou, S.-M. Huang, B. Wang, T.-R. Chang, S.-Y. Xu, A. Bansil, C. Felser, H. Lin, M.Z. Hasan // Science. – 2019. – Vol. 365, Issue 6459. – P. 1278-1281. – DOI: 10.1126/science.aav2327.
  8. Morali, N. Fermi-arc diversity on surface terminations of the magnetic Weyl semimetal / N. Morali, R. Batabyal, P. Kumar Nag, E. Liu, Q. Xu, Y. Sun, B. Yan, C. Felser, N. Avraham, H. Beidenkopf // Science. – 2019. – Vol. 365, Issue 6459. – P. 1286-1291. – DOI: 10.1126/science.aav2334.
  9. Liu, D. Magnetic Weyl semimetal phase in a Kagomé crystal / D. Liu, A. Liang, E. Liu, Q. Xu, Y. Li, C. Chen, D. Pei, W. Shi, S. Mo // Science. – 2019. – Vol. 365, Issue 6459. – P. 1282-1285. – DOI: 10.1126/science.aav2873.
  10. Kotov, O.V. Giant tunable nonreciprocity of light in Weyl semimetals / O.V. Kotov, Yu.E. Lozovik // Physical Review B. – 2018. – Vol. 98. – 195446. – DOI: 1103/PhysRevB.98.195446.
  11. Asadchy, V.S. Sub-wavelength passive optical isolators using photonic structures based on Weyl semimetals / V.S. Asadchy, C. Guo, B. Zhao, S. Fan // Advanced Optical Materials. – 2020. – Vol. 8, Issue 16. – 2000100. – DOI: 10.1002/adom.202000100.
  12. Liu, F. Spin dynamics of negatively charged excitons in CdSe/CdS colloidal nanocrystals / F. Liu, L. Biadala, A.V. Rodina, D.R. Yakovlev, D. Dunker, C. Javaux, J. Hermier, A.L. Efros, B. Dubertret, M. Bayer // Physical Review B. – 2013. – Vol. 88. – 035302. – DOI: 10.1103/PhysRevB.88.035302.
  13. Gangopadhyay, P. Magneto-optic properties of regioregular polyalkylthiophenes / P. Gangopadhyay, G. Koeckkelberghs, A. Persoons // Chemistry of Materials. – 2011. – Vol. 23, Issue 3. – P. 516-521. – DOI: 10.1021/cm102215a.
  14. Araoka, F. Large Faraday rotation in a π-conjugated poly(arylene ethynylene) thin film / F. Araoka, M. Abe, T. Yamaoto, H. Takezoe // Applied Physics Express. – 2009. – Vol. 2. – 011501. – DOI: 10.1143/APEX.2.011501.
  15. Slezák, O. Temperature-wavelength dependence of terbium gallium garnet ceramics Verdet constant / O. Slezák, R. Yasuhara, A. Lucianetti, T. Mocek // Optical Materials Express. – 2016. – Vol. 6. – P. 3683-3691. – DOI: 10.1364/OME.6.003683.
  16. Gevorgyan, A.H. Diode based on magneto-photonic crystals / A.H. Gevorgyan, S.S. Golik, T.A. Gevorgyan // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2019. – Vol. 474. – P. 173-181. – DOI: 10.1016/j.jmmm.2018.10.131.
  17. Robbie, K. Chiral sculptured thin films / K. Robbie, M.J. Brett, A. Lakhtakia // Nature. – 1996. – Vol. 384. – 616. – DOI: 10.1038/384616a0.
  18. Hodgkinson, I. Vacuum deposition of chiral sculptured thin films with high optical activity / I. Hodgkinson, Q.H. Wu, B. Knight, A. Lakhtakia, K. Robbie // Applied Optics. – 2000. – Vol. 39, Issue 4. – P. 642-646. – DOI: 10.1364/AO.39.000642.
  19. Gevorgyan, A.H. Broadband optical diode and giant nonreciprocal tunable light localization / A.H. Gevorgyan // Optical Materials. – 2021. – Vol. 113. – 110807. – DOI: 10.1016/j.optmat.2021.110807.
  20. Gevorgyan, A.H. Magneto-optics of thin film layer with helical structure and enormous anisotropy / A.H. Gevorgyan // Molecular Crystals and Liquid Crystals. – 2002. – Vol. 382, Issue 1. – P. 1-19. – DOI: 10.1080/713738751.
  21. Gevorgyan, A.H. Magnetically induced linear and nonreciprocal and tunable transparency [Electronical Resource] / A.H. Gevorgyan // arXiv preprint. – 2021. – URL: https://arxiv.org/abs/2102.07105.
  22. Gevorgyan, A.H. Magnetically induced transparency in media with helical dichroic structure / A.H. Gevorgyan, S.S. Golik, N.A. Vanyushkin, I.M. Efimov, M.S. Rafayelyan, H. Gharagulyan, T.M. Sarukhanyan, M.Z. Hautyunyan, G.K. Matinyan // Materials. – 2021. – Vol. 14. – 2172. – DOI: 10.3390/ma14092172.
  23. Gevorgyan, A.H. Light absorption suppression in cholesteric liquid crystals with magneto-optical activity / A.H. Gevorgyan // Journal of Molecular Liquids. – 2021. – Vol. 335, Issue 1. – 116289. – DOI: 10.1016/j.molliq.2021.116289.
  24. Геворгян, А.А. Влияние магнитного поля на оптические свойства холестерических жидких кристаллов / А.А. Геворгян // Ученые записки Ереванского государственного университета. – 1987. – Т. 2. – C. 66-74.
  25. Варданян, Г.А Оптика сред со спиральной дихроичной структурой / Г.А. Варданян, А.А. Геворгян // Кристаллография. – 1997. – Т. 42. – С. 723.
  26. Belyakov, V.A. Diffraction optics of complex-structured periodic media / V.A. Belyakov. – New York: Springer-Verlag, 2019. – 272 p.
  27. Gevorgyan, A.H. Photonic density of states of cholesteric liquid crystal cells / A.H. Gevorgyan, K.B. Oganesyan, G.A. Vardanyan, G.K. Matinyan // Laser Physics. – 2014. – Vol. 24. – 115801. – DOI:10.1088/1054-660X/24/11/115801.
  28. Gevorgyan, A.H. Mechanisms of anomalous absorption of radiation in media with periodical structure / A.H. Gevorgyan // Molecular Crystals and Liquid Crystals. – 2002. – Vol. 378. – P. 129-146. – DOI: 10.1080/713738580.
  29. Kopp, V.I. Lasing in chiral photonic structures / V.I. Kopp, Z.-Q. Zhang, A.Z. Genack // Progress in Quantum Electronics. – 2003. – Vol. 27. – P 369-416. – DOI: 10.1016/S0079-6727(03)00003-X.
  30. Беляков, В.А. Оптические краевые моды в фотонных жидких кристаллах / В.А. Беляков, С.В. Семенов / ЖЭТФ. – 2009. – Т. 136, Вып. 4. – C. 797-811.
  31. Ветров, С.Я. Локализованные моды в хиральных фотонных структурах / С.Я. Ветров, И.В. Тимофеев, В.Ф. Шабанов // Успехи физических наук. – 2020. – Т. 190, № 1. – C. 37-62. – DOI: 10.3367/UFNr.2018.11.038490.
  32. Dolganov, P.V. Optical properties and photonic density of states in one-dimensional and three-dimensional liquid-crystalline photonic crystals / P.V. Dolganov, K.D. Baklanova, V.K. Dolganov // Liquid Crystals. – 2020. – Vol. 47. – P. 231-237. – DOI: 10.1080/02678292.2019.1641636.
  33. Геворгян, А.А. Аномалии поглощения излучения и сверхсветового распространения света. I. Изотропный слой / А.А. Геворгян // Оптика и спектроскопия. – 2004. – Т. 96, № 6. – C. 953-962.
  34. Gevorgyan, A.H. The photonic density of states and the light energy density in cholesteric liquid crystal cells / A.H. Gevorgyan, K.B. Oganesyan // Laser Physics Letters. – 2013. – Vol. 10. – 125802. – DOI: 10.1088/1612-2011/10/12/125802.
  35. Gevorgyan, A.H. Effect of anisotropy on defect mode peculiarities in chiral liquid crystals / A.H. Gevorgyan, K.B. Oganesyan // Laser Physics Letters. – 2018. – Vol. 15. – 016004. – DOI: 10.1088/1612-202X/aa930c.
  36. Rafayelyan, M.S. Light energy accumulation by cholesteric liquid crystal layer at oblique incidence / M.S. Rafayelyan, H. Gharagulyan, T.M. Sarukhanyan, A.H. Gevorgyan // Liquid Crystals. – 2019. – Vol. 46. – P. 1079-1090. – DOI: 10.1080/02678292.2018.1556821.
  37. Gevorgyan, A.H. Specific properties of light localisation in the cholesteric liquid crystal layer. The effects of layer thickness / A.H. Gevorgyan // Liquid Crystals. – 2020. – Vol. 47(7). – P. 1070-1077.
  38. Геворгян, А.А. Об особенностях локализации света в холестерических жидких кристаллах / А.А. Геворгян, С.С. Голик, Т.А. Геворгян // Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2020. – Т. 158, № 2(8). – C. 365-373. – DOI: 10.31857/S0044451020080143.
  39. Dolganov, P.V. Photonic properties of polymer-stabilized photosensitive cholesteric liquid crystal studied by combination of optical activity, transmission and fluorescence [Electronical Resource] / P.V. Dolganov, K.D. Baklanova, A.Y. Bobrovsky // Liquid Crystals. – 2021. – DOI: 10.1080/02678292.2020.1866219. – URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/02678292.2020.1866219?scroll=top&needAccess=true.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20