کلیدهای الکترواپتیکی بلورمایع نماتیکی پیچشی برای کاربردهای فوتونیکی

پیشرفت علم فوتونیک و اهمیت سرعت در جهان امروز، موجب اهمیت روز افزون ساخت و مطالعه کلیدهای نوری می شود. در این میان، بلورهای مایع به دلیل هزینه تولید انبوه قابل قبول، ویژگی های نوری منحصر بفرد، دارا بودن ناهمسانگردی های دی الکتریک و ضریب شکست بالا و همچنین ساخت آسان، از اهمیت خاصی برخوردارند و گزینه مناسبی برای کاربردهای الکترواپتیکی مانند کلیدزنی الکترواپتیکی هستند. در کلیدهای الکترواپتیکی بلورمایع نماتیک پیچشی، با اعمال میدان خارجی به سلول، مولکول ها دوران می کنند و از این خاصیت برای کلیدزنی نور استفاده می شود. امروزه سلول های بلورمایع نماتیک پیچشی کاربردهای فراوانی دارند. یکی از کاربردهای مهم آنها، استفاده در نمایشگرهای بلورمایعی است. از دیگر کاربردهای آنها می توان به هدایت پرتو بر پایه منشور، گیت های منطقی نوری، رمزگذاری نوری اطلاعات و مدولاتور جبهه موج فضایی اشاره کرد. این کار تجربی به بررسی کلیدهای الکترواپتیکی سلول بلورمایع نماتیک پیچشی پرداخته است که شامل مطالعه چگونگی عملکرد این نوع سلول ها، زمان کلیدزنی برای بلورمایع های مختلف و اثر عوامل مختلف بر زمان کلیدزنی می شود. به همین منظور، ابتدا با استفاده از تقریب زاویه کوچک و حل معادله اریکسون – لسلی به عنوان معادله اساسی هیدرودینامیک بلورهای مایع، زمان کلیدزنی برحسب پارامترهای ساختاری سیستم، مانند ضریب چسبندگی و ضرایب الاستیک بدست آمده است. سپس به صورت تجربی، زمان کلیدزنی برای سلول های بلورمایع نماتیک پیچشی با ضخامت یکسان و بلورهای مایع متفاوت، با تغییر ولتاژ اعمالی بدست آمده است. درضمن، تغییرات زمان کلیدزنی با تغییر فرکانس میدان اعمالی مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه تفاوت ها و شباهت های روابط زمان کلیدزنی محاسبه شده و زمان کلیدزنی تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت با توجه به ویژگی های فیزیکی بلورهای مایع مورد مطالعه و همچنین زمان کلیدزنی مربوط به آنها، کاربردهایی برای آنها پیشنهاد شده است.