Nematicon - Nematicon

v optika, a nematicon je prostorový soliton v nematic tekuté krystaly (NLC). Název vynalezl v roce 2003 G. Assanto.[1] a poté se použije [2][3] Nematicons jsou generovány speciálním typem optická nelinearita přítomné v NLC: světelně indukované přeorientování molekulárního ředitele (tj. průměrná molekulární orientace). Tato nelinearita vyplývá ze skutečnosti, že molekulární ředitel (tj. Optická osa odpovídajícího jednoosého) má tendenci se zarovnávat podél elektrického pole světla. Nematicony se snadno generují (s mW optická síla nebo méně [4][5][6]) protože NLC dielektrické médium vykazuje následující vlastnosti:

  • Velmi velká nelineární odezva : efektivní nelinearita je obvykle o osm řádů větší než sirouhlík. To znamená, že mnohem nižší optické síly jsou nezbytné k získání stejného index lomu variace (zvýšení) nebo autofokus k vyrovnání difrakce.
  • A nelokální odezva: nelineární odezva není omezena na umístění optické pole. Místo toho je profil odezvy širší než světelný paprsek. Vysoká nelokalita umožňuje stabilní šíření solitonů i v případě dvou příčných rozměrů. Vyšší nebo nižší síly než přesná hodnota potřebná pro existenci solitonu vedou k dýchání solitonů.[7][8][9]
Rozdíl mezi nelokální a místní odpovědí. V místním médiu vrchol bodové intenzity, jako je Diracova delta, vede ke stejně ostré prostorové odezvě v indexu lomu. V nelokálním médiu se změna indexu lomu rozšiřuje dobře kolem zdroje, podobně jako u difuzního systému.
  • A saturovatelný plně optická odezva: ředitel tekutých krystalů má tendenci se zarovnávat podél elektrického pole světelného paprsku. U výkonných paprsků se molekulární ředitel stává rovnoběžným s polem a není možné žádné další přesměrování. Saturace odpovědí také stabilizuje dvourozměrné solitony.

Protože reorientační optická nelinearita nematických kapalných krystalů je doprovázena elektrooptickou odezvou na nízkofrekvenční elektrická pole, tj. Aplikovaná napětí, nematicons a související vlnovody [10] lze řídit v úhlu a směrovat v prostoru aplikací externího zkreslení, což vede k rekonfigurovatelným propojením.[11][12]

Ve vlnovodových polích, kde je známo, že se tvoří diskrétní solitony,[13] diskrétní nematicons byly také prokázány [14][15]

Viz také

Reference

  1. ^ G. Assanto; M. Peccianti; C. Conti (2003). „Nematicons: Optické prostorové solitony v kapalných krystalech Nematic“. Novinky v oblasti optiky a fotoniky. 14 (2): 44–48. Bibcode:2003OptPN..14 ... 44A. doi:10.1364 / OPN.14.2.000044. [1]
  2. ^ G. Assanto & M. Karpierz (2009). "Nematicons: samo-lokalizované paprsky v nematických kapalných krystalech". Liq. Cryst. 36 (10–11): 1161–1172. doi:10.1080/02678290903033441.
  3. ^ M. Peccianti a G. Assanto (2012). „Nematicons“. Phys. Rep. 516 (4–5): 147–208. Bibcode:2012PhR ... 516..147P. doi:10.1016 / j.physrep.2012.02.004. [2]
  4. ^ J. Beeckman; K. Neyts; X. Hutsebaut; C. Cambournac; M. Haelterman (2004). „Simulace a experimenty s autofokusačními podmínkami v planárních buňkách Nematic s tekutými krystaly“. Opt. Vyjádřit. 12 (6): 1011–1018. Bibcode:2004Oexpr..12.1011B. doi:10.1364 / OPEX.12.001011. PMID  19474916. [3][4][trvalý mrtvý odkaz ]
  5. ^ M. Peccianti; A. De Rossi; G. Assanto; A. De Luca; C. Umeton a I. C. Khoo (2000). „Elektricky asistované sebevědomí a vlnovod v rovinných buňkách kapalných krystalů Nematic“. Appl. Phys. Lett. 77 (1): 7–9. Bibcode:2000ApPhL..77 ... 7P. doi:10.1063/1.126859.
  6. ^ A. Piccardi, A. Alberucci a G. Assanto (2010). "Samonatáčející se samy omezené světelné paprsky v médiích host-hostitel". Phys. Rev. Lett. 104 (21): 213904. Bibcode:2010PhRvL.104u3904P. doi:10.1103 / PhysRevLett.104.213904.
  7. ^ A. Snyder; D. Mitchell (1997). "Přístupné solitony". Věda. 276 (5318): 1538–1541. doi:10.1126 / science.276.5318.1538. [5]
  8. ^ C. Conti, M. Peccianti a G. Assanto (2003). "Cesta k nelokálnosti a pozorování přístupných solitonů". Phys. Rev. Lett. 91 (7): 073901. arXiv:fyzika / 0308024. Bibcode:2003PhRvL..91g3901C. doi:10.1103 / PhysRevLett.91.073901.
  9. ^ C. Conti, M. Peccianti a G. Assanto (2004). "Pozorování optických prostorových solitonů ve vysoce nelokálním médiu". Phys. Rev. Lett. 92 (11): 113902. arXiv:fyzika / 0403032. Bibcode:2004PhRvL..92k3902C. doi:10.1103 / PhysRevLett.92.113902. PMID  15089136.
  10. ^ M. Peccianti a G. Assanto (2001). "Přizpůsobení signálu řízením prostorových solitonů v hromadných kapalných krystalech Nematic". Opt. Lett. 26 (21): 1690–1692. Bibcode:2001OptL ... 26.1690P. doi:10,1364 / ol.26.001690. PMID  18049701. [6]
  11. ^ M. Peccianti; C. Conti; G. Assanto; A. De Luca; C. Umeton (2004). "Směrování vysoce anizotropních prostorových solitonů a modulační nestability v kapalných krystalech". Příroda. 432 (7018): 733–737. Bibcode:2004 Natur.432..733P. doi:10.1038 / nature03101. PMID  15592407.
  12. ^ M. Peccianti; A. Dyadyusha; M. Kaczmarek; G. Assanto (2006). „Nastavitelný lom a odraz samostatně omezených světelných paprsků“. Nat. Phys. 2 (11): 737–742. Bibcode:2006NatPh ... 2..737P. doi:10.1038 / nphys427.
  13. ^ F. Lederer; G. I. Stegeman; D. N. Christodoulides; G. Assanto; M. Segev; Y. Silberberg (2008). "Diskrétní solitony v optice". Phys. Rep. 463 (1–3): 1–126. Bibcode:2008PhR ... 463 .... 1L. doi:10.1016 / j.physrep.2008.04.004.[7]
  14. ^ A. Fratalocchi; G. Assanto; K. A. Brzdąkiewicz; M. A. Karpierz (2004). „Diskrétní šíření a prostorové solitony v kapalných krystalech Nematic“. Opt. Lett. 29 (13): 1530–1532. Bibcode:2004OptL ... 29.1530F. doi:10,1364 / ol. 29,001530.
  15. ^ G. Assanto, A. Fratalocchi a M. Peccianti (2007). "Prostorové solitony v nematických kapalných krystalech: od hromadných po diskrétní". Opt. Vyjádřit. 15 (8): 5248–5259. Bibcode:2007Oexpr..15,5248A. doi:10,1364 / oe.15.005248. PMID  19532777. [8]

externí odkazy