Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2020
Идентификатор DOI: 10.31772/2587-6066-2020-21-3-433-440
Ключевые слова: Topological defect, Orientational structure, nematic liquid crystal, optical phase difference, топологический дефект, ориентационная структура, нематический жидкий кристалл, оптическая разность фаз
Аннотация: The topological point defects in nematic liquid crystal materials have been studied. The method of oblique light incidence has been proposed to determine an azimuthal director angle of an achiral nematic as well as a chiral nematic (cholesteric). The idea of the method is based on the dependence of the optical phase difference betwПоказать полностьюeen ordinary and extraordinary light beams on the azimuthal director angle at the layer center at oblique incidence of light on a structure in which the polar director angle of a nematic liquid crystal is not equal to 0° or 90° (conical boundary conditions). It has been shown that the phase difference reaches a maximum at a zero azimuthal angle at the center of the layer regardless of the total twist angle of the director. The developed method has been used to analyze topological defects formed in the nematic and cholesteric layers under conical boundary conditions at the interface. The director field distributions of nematic and cholesteric near the surface point defects (boojums) with topological charges m = +1 and m = -1 have been drawn based on the experimental data. The proposed method of oblique light incidence can be used to analyze a wide class of the achiral and chiral liquid crystal media of various types: smectics, nematics, and cholesterics with tilted or hybrid boundary conditions. Исследованы топологические точечные дефекты в нематических жидкокристаллических материалах. Предложен метод наклонного падения света, позволяющий определять азимутальный угол директора ахирального нематика, а также закрученного нематика (холестерика). Суть метода состоит в том, что при наклонном падении света на структуру с отличным от 0° и 90° полярным углом директора нематического жидкого кристалла (конические граничные условия) оптическая разность фаз, возникающая между обыкновенным и необыкновенным лучами, определяется величиной азимутального угла директора в центре слоя. Показано, что максимальное значение разности фаз достигается при нулевом азимутальном угле в центре слоя независимо от полного угла закрутки директора. Разработанный метод был использован для анализа топологических дефектов, формирующихся в слоях нематика и холестерика с коническими граничными условиями на межфазной границе. На основании полученных экспериментальных данных были построены распределения поля директора нематика и холестерика вблизи поверхностных точечных дефектов (буджумов) с топологическими зарядами m = +1 и m = -1. Полученные результаты интересны для исследований структурированных материалов, анализа оптическими методами дефектов структур, а предложенный метод наклонного падения света может использоваться для анализа широкого класса ахиральных и хиральных жидкокристаллических сред различного типа: смектиков, нематиков и холестериков с наклонными или гибридными граничными условиями.
Журнал: Сибирский журнал науки и технологий
Выпуск журнала: Т. 21, № 3
Номера страниц: 433-440
ISSN журнала: 25876066
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева