FAST LC MODULATOR BASED ON THE WAVEGUIDE EFFECT IN A SUPER-SWING NEMATIC STRUCTURE
https://doi.org/10.18384/2310-7251-2020-3-38-52
Abstract
Aim. The aim of this article is to search for the design of an LC light modulator based on a nematic with minimal response time. Methodology. The research method is computer simulation of the integral characteristics of various designs of the LC modulator. The research procedure included a comparison of the integral characteristics of various modulator designs. Results. As a result of the studies, a linear regression was found depending on the total response time of the LC modulator on the twist angle of the nematic structure. It has also been shown that an LC modulator made on the basis of an LC structure with a swivel angle of 270° under antisymmetric boundary conditions with small pre-tilt angles on orienting substrates, operating in the waveguide mode and using a phase film compensator, has optimal integral characteristics. Research implications is to detect linear regression as a function of the total response time of the LC modulator on the twist angle of the nematic structure. The practical significance of the work lies in the fact that the optimal design of the LCD modulator was found, which simultaneously has a small total response time (less than 4 milliseconds) and an acceptable level of contrast ratio (at least 300: 1).
References
1. Jaroszewicz L. R., Bennis N. Liquid Crystal Optical Devices // Crystals. 2019. Vol. 9. Iss. 10. P. 523. DOI: 10.3390/cryst9100523.
2. Obayya S., Hameed M. F. O., Areed N. F. F. Computational Liquid Crystal Photonics: Fundamentals, Modelling and Applications. Great Britain: John Wiley & Sons, 2016. 272 P. DOI: 10.1002/9781119041993.
3. Беляев В. В., Островский Б. И., Пикина Е. С. 14-я Европейская конференция по жидким кристаллам (ECLC-2017), 25-30 июня 2017, Москва // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2018. Т. 18. № 1. С. 84-94. DOI: 10.18083/LCAppl.2018.1.84.
4. Wittenbecher L, Zigmantas D. Correction of Fabry-Pérot interference effects in phase and amplitude pulse shapers based on liquid crystal spatial light modulators // Optics Express. 2019. Vol. 27. Iss. 16. P. 22970-22982. DOI: 10.1364/OE.27.022970.
5. Котова С. П., Майорова А. М., Самагин С. А. Возможность формирования двухлепестковых вихревых световых полей с помощью модифицированного ЖК фокусатора // Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 126. № 1. С. 18-23. DOI: 10.21883/OS.2019.01.47047.256-18.
6. Woods A. J. Crosstalk in stereoscopic displays: a Review // Journal of Electronic Imaging. 2012. Vol. 21. Iss. 4. P. 040902. DOI: 10.1117/1.JEI.21.4.040902.
7. Зинчик А. А. Применение пространственных модуляторов света для формирования лазерных пучков со спиральным распределением фазы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 5. С. 817-824. DOI: 10.17586/2226-1494-2015-15-5-817-824.
8. Беляев В. В. Перспективные применения и технологии жидкокристаллических устройств отображения информации и фотоники // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2015. Т. 15. № 3. С. 7-27. DOI: 10.18083/LCAppl.2015.3.7.
9. Bos P. J., Koehler/Beran K. R. The π-cell: A fast liquid-crystal optical-switching device // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 1984. Vol. 113. Iss. 1. P. 329-339. DOI: 10.1080/00268948408071693.
10. Schadt M., Helfrich W. Voltage Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal // Applied Physics Letters. 1971. Vol. 18. Iss. 4. Р. 127-128. DOI: 10.1063/1.1653593.
11. Cheng H., Bhowmik A. K., Bos P. J. Fast-response liquid crystal variable optical retarder and multilevel attenuator // Optical Engineering. 2013. Vol. 52. Iss. 10. P. 107105. DOI: 10.1117/1.OE.52.10.107105.
12. Komitov L., Hegde G., Kolev D. Fast liquid crystal light shutter // Journal of Physics D: Applied physics. 2011. Vol. 44. No. 44. P. 442002-442006. DOI: 10.1088/0022-3727/44/44/442002.
13. to 50 ns Liquid-Crystal Optical Switches / Geis M. W., Molnar R. J., Turner G. W., Lyszczarz T. M., Osgood R. M., Kimball B. R. // Proceedings of SPIE. 2010. Vol. 7618. Emerging Liquid Crystal Technologies V (12 February 2010). P. 76180J. DOI: 10.1117/12.840281.
14. Microsecond-range optical shutter for unpolarized light with chiral nematic liquid crystal / Mohammadimasoudi M., Shin J., Lee K., Neyts K., Beeckman J. // AIP Advances. 2015. Vol. 5. Iss. 4. P. 047122-047125. DOI: 10.1063/1.4918303.
15. Симоненко Г. В. Компьютерное моделирование характеристик быстродействующих классических модуляторов на основе жидких кристаллов. Саратов: Изд-во Саратовского университета, 2018. 136 с.
16. Сухариер А. С. Жидкокристаллические индикаторы. М.: Радио и связь, 1991. 256 с.
17. Chigrinov V. G. Liquid crystal devices. Physics and applications. Boston-London: Artech House Publishing, 1999. 359 p.
18. Chigrinov V. G., Kozenkov V. M., Kwok H. S. Photoalignment of liquid crystalline materials: Physics and applications. Great Britain: John Wiley & Sons, 2008. 248 p. DOI: 10.1002/9780470751800.
19. One Methylene Group in the Side Chain Can Alter by 90 Degrees the Orientation of a Main-Chain Liquid Crystal on a Unidirectional Substrate / Odarchenko Ya., Defaux M., Rosenthal M., Akhkiamova A., Bovsunovskaya P., Melnikov A., Rodygin A., Rychkov A., Gerasimov K., Anokhin D. V., Zhu X., Ivanov D. I. // ACS Macro Letters. 2018. Vol. 7. Iss. 4. P. 453-458. DOI: 10.1021/acsmacrolett.8b00044.
20. The optimization of LCD electrooptical behavior using MOUSE-LCD software / Chigrinov V. G., Simonenko G. V., Yakovlev D. A., Podjachev Yu. B. // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2000. Vol. 351. P. 17-25. DOI: 10.1080/10587250008023248
21. Симоненко Г. В., Студенцов С. А., Ежов В. А. Ахроматичность ЖК-модулятора для 3D приложений // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2015. Т. 15. № 3. С. 82-90. DOI: 10.18083/LCAppl.2015.3.82.
22. Курчаткин С. П. Поверхностные явления и структура термотропных жидких кристаллов в капиллярных объемах: дисс. … докт. хим. наук. Саратов, 2001. 290 с.
23. де Жен П.-Ж. Физика жидких кристаллов. М.: Мир, 1977. 404 с.
Review
Views:
98
Email this article 