Особенности магнитооптики дихроичных холестерических жидких кристаллов

Автор: Геворгян Ашот Арутюнович, Голик Сергей Сергеевич

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 6 т.45, 2021 года.

Бесплатный доступ

В работе теоретически исследованы магнитооптические свойства дихроичного холе-стерического 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.

Еще

Фотоника, магнитооптические материалы, жидкие кристаллы, полуметалл вейля, дифракция

Короткий адрес: https://sciup.org/140290281

IDR: 140290281 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-928

Список литературы Особенности магнитооптики дихроичных холестерических жидких кристаллов

Zvezdin, A. Modern magnetooptics and magnetooptical materials / A. Zvezdin, V. Kotov. - Boca Raton: CRC Press, 1997. - 404 p.
Gennes, P. The physics of liquid crystals / P. de Gennes, J. Prost. - 2nd ed. - Oxford: Clarendon Press, 1995. - 561 p.
Blinov, L.M. Electro-optical and magneto-optical properties of liquid crystals / L.M. Blinov. - New York: John Wiley & Sons Ltd., 1983. - 341 p.
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.
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.
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.
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.
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.
Liu, D. Magnetic Weyl semimetal phase in a Kagome 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.
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.
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.
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.
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.
Araoka, F. Large Faraday rotation in a n-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.
Slezak, O. Temperature-wavelength dependence of terbium gallium garnet ceramics Verdet constant / O. Slezak, R. Yasuhara, A. Lucianetti, T. Mocek // Optical Materials Express. - 2016. - Vol. 6. - P. 3683-3691. - DOI: 10.1364/OME.6.003683.
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.
Robbie, K Chiral sculptured thin films / K. Robbie, M.J. Brett, A. Lakhtakia // Nature. - 1996. - Vol. 384. -616. - DOI: 10.1038/384616a0.
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.
Gevorgyan, A.H. Broadband optical diode and giant nonre-ciprocal tunable light localization / A.H. Gevorgyan // Optical Materials. - 2021. - Vol. 113. - 110807. - DOI: 10.1016/j.optmat.2021.110807.
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.
Gevorgyan, A.H. Magnetically induced linear and nonre-ciprocal and tunable transparency [Electronical Resource] / A.H. Gevorgyan // arXiv preprint. - 2021. - URL: https://arxiv.org/abs/2102.07105.
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.
Gevorgyan, A.H. Light absorption suppression in choles-teric 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.
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.
Варданян, Г. А Оптика сред со спиральной дихроичной структурой / Г.А. Варданян, А.А. Геворгян // Кристаллография. - 1997. - Т. 42. - С. 723.
Belyakov, V.A. Diffraction optics of complex-structured periodic media / V.A. Belyakov. - New York: SpringerVerlag, 2019. - 272 p.
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.
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.
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.
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.
Ветров, С. Я. Локализованные моды в хиральных фотонных структурах / С.Я. Ветров, И.В. Тимофеев, B.Ф. Шабанов // Успехи физических наук. - 2020. -Т. 190, № 1. - C. 37-62. - DOI: 10.3367/UFNr.2018.11.038490.
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.
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.
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: 10.1088/16122011/10/12/125802.
Gevorgyan, A.H. Effect of anisotropy on defect mode pecu-liarities in chiral liquid crystals / A.H. Gevorgyan, K.B. Oganesyan // Laser Physics Letters. - 2018. - Vol. 15. - 016004. - DOI: 10.1088/1612-202X/aa930c.
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.
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.
Геворгян, А.А. Об особенностях локализации света в холестерических жидких кристаллах / А.А. Геворгян, C. С. Голик, Т. А. Геворгян // Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2020. - Т. 158, № 2(8). -C. 365-373. - DOI: 10.31857/S0044451020080143.
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/10.1080/02678292.20 20.1866219?scroll=top&needAccess=true.

Еще

Статья научная