Акустооптический затвор для стеклопакетов

Введение. Применение жидких кристаллов привлекательно для решения технических задач из-за малости габаритов устройств, малой потребляемой мощности, простоты конструкции, дешевизны, легкой управляемости жидкими кристаллами различными внешними полями. Под действием механического сдвига слой жидкого кристалла деформируется, вследствие чего возникает поверхностная поляризация. Материалы и методы. В качестве материалов использовались нематические жидкие кристаллы толщиной 10-100 мкм с гомеотропной ориентацией молекул: n-метоксибензилиден n-бутиланилин; 4-октил-4-цианобифенил; нитрофенилоктилоксибензоат; цианофениловый эфир гептилбензойной кислоты. Методы. Экспериментальная установка состояла из зарядочувствительного усилителя с большим входным сопротивлением 10 ГОм и селективным усилителем (2 МОм). Конструкция усилителя позволяла подавать на его вход постоянное напряжение до 100 В, а также линейное и синхронное детектирование сигналов, которые далее поступали на АЦП, осуществляющий их запись. Результаты и обсуждение. Рассматривалось поведение индуцированных на поверхности жидкого кристалла зарядов за счет внутренних механизмов молекулярно-ориентационной поляризации в зависимости от величины и направления внешнего электрического поля. Для этого помещали слой ЖК (МББА) в электрическое поле. Зависимости первой U и второй U2ω гармоник при приложении положительного потенциала к деформируемой пластине достигают меньших значений, чем при отрицательном. Электрическое поле при положительном потенциале стабилизирует молекулы поляризованного слоя, а при отрицательном делает его менее устойчивым, что приводит в одном случае к уменьшению угла наклона на поверхности, а в другом к увеличению, которое ведет к возрастанию второй гармоники. При слабых граничных условиях в объеме НЖК возникает полярная деформация. При приложении поля к гомеотропному слою НЖК (ЦФЭГБК) величина второй гармоники U2ω линейно растет от напряжения Uc вплоть до достижения «насыщения», которое обусловлено возрастанием стабилизирующего диэлектрического момента над вязкоупругим. При небольших полях (Е 4 В/см) величина U2ω сначала возрастает, а затем уменьшается вследствие увеличения угла наклона директора относительно нормали к поверхности. При малых поляризующих напряжениях Uc3, при Uc >> 15 B вторая гармоника U2ai зависит как Uc-1. При малых напряжениях смещения положения минимумов величин первой U и второй U2ω гармоник (для МББА и ЦФЭГБК) не совпадает с нулевой точкой по оси абсцисс при Uc = 0. Величины гармоник U и U2ω имеют максимум в том случае, когда на подвижный электрод подается положительный потенциал. В области положительных напряжений смещения молекулы стабилизируются, а при отрицательных напряжениях молекулы менее устойчивы к ориентационным возмущениям. Величина второй гармоники U2ω резко уменьшается с частотой возмущения. Заключение. Полученные результаты исследований можно использовать при разработке датчиков давления, сейсмодатчиков для зданий и сооружений, модуляторов света, а также акустооптического затвора для стеклопакетов.