Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Optical setup for investigation the spatial solitons in nematic liquid crystal reoriented by magnetic field

Adam Piotr Królewicz

Abstract

Presented thesis contains a description of an experimental system for investigation the spatial solitons in nematic liquid crystal reoriented by magnetic field. In general, spatial (optical) solitons are light beams that do not broaden because of the balance between diffraction/dispersion and nonlinearity, i.e. their size and shape is unchanged during propagation. They can occur when the material has a nonlinear optical response that acts like a self-focusing or self-lensing: the self-focusing exactly balances the diffraction. Using the reorientational nonlinearity it has been succesfully proved that it is possible to generate spatial solitons, called nematicons (i.e. spatial solitons in nematic liquid crystals) at relatively low powers. So far a number of possible beam guiding and routing by means of an external electric field, or specially prepared alignment layers in various types of nematic liquid crystals (NLC) have been investigated. Most NLC organic molecules are diamagnetic thus the induced magnetic dipoles are responsible for the reorientation of the NLC molecules in a magnetic field. The NLC molecules under a magnetic field, as in the case of electric field, tend to orient themselves parallel or perpendicular (depending on the sign of the magnetic anisotropy) to the magnetic field. It is worth to mention here, that the magnetic field has less damaging effects on the NLCs molecules, is “optically cleaner” and increase the potential safety of the device. So far, the relations of the magnetic field and the described phenomenon have not been widely analysed in literature – most of the conducted studies were concentrated on the influence of an electric field. Thus, in this thesis experimental setup for analyzing magnetic field distribution in neodymium magnets as well as its influence on nematicon generation and propagation is presented and fully described.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Adam Piotr Królewicz (FP) Adam Piotr Królewicz,, Faculty of Physics (FP)
Title in Polish
Budowa układu do badania wpływu pola magnetycznego na generację solitonów przestrzennych w nematycznych ciekłych kryształach
Supervisor
Urszula Laudyn (FP/OPD) Urszula Laudyn,, Optics and Photonics Division (FP/OPD)Faculty of Physics (FP)
Certifying unit
Faculty of Physics (FP)
Affiliation unit
Optics and Photonics Division (FP/OPD)
Study subject / specialization
, Fotonika
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
24-02-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Katarzyna Rutkowska (FP/OPD) Katarzyna Rutkowska,, Optics and Photonics Division (FP/OPD)Faculty of Physics (FP) Urszula Laudyn (FP/OPD) Urszula Laudyn,, Optics and Photonics Division (FP/OPD)Faculty of Physics (FP)
Keywords in Polish
solitony optyczne, nematykony, ciekłe kryształy, pole magnetyczne
Keywords in English
optical solitons, nematicons, liquid crystals, magnetic field
Abstract in Polish
Przedmiotem niniejszej pracy inżynierskiej jest budowa układu do badania wpływu pola magnetycznego na generację i propagację solitonów przestrzennych w nematycznych ciekłych kryształach. W ogólności solitony przestrzenne to wiązki nieulegające poszerzeniu dyfrakcyjnemu na drodze propagacji. Dotychczas wykazane zostało, że solitony przestrzenne w nematycznych ciekłych kryształach, tzw. nematykony, bazując na mechanizmie nieliniowości reorientacyjnej, wytworzyć można dla mocy rzędu kilku-kilkunastu miliwatów na odległościach rzędu milimetrów. W stosowanych dotychczas geometriach nematykony uzyskiwane były w sposób całkowicie optyczny, poprzez zapewnienie odpowiednich warunków brzegowych, bądź z wykorzystaniem zewnętrznego pola elektrycznego, wstępnie orientującego molekuły ciekłokrystaliczne w celu uniknięcia efektu progowego. Możliwość uzyskania wstępnego przeorientowania molekuł polem magnetycznym oraz analiza tworzenia się nematykonów w takiej konfiguracji nie była jak dotąd przebadana. W niniejszej pracy, poza budową układu do uzyskania wstępnej reorientacji molekuł za pomocą pola magnetycznego, wykonana została również analiza tworzenia się nematykonów w takim układzie. Wykazane zostało, że pole magnetyczne może efektywnie wspomagać generację nematykonów poprzez wstępną reorientację molekuł. Zaletą takiego układu jest fakt, że stosowanie pola magnetycznego nie wymaga specjalnego przygotowywania komórek ciekłokrystalicznych (płytek szklanych ograniczających warstwę ciekłego kryształu), w szczególności wyeliminowany zostaje problem nanoszenia elektrod. Dodatkowo stosowanie pola magnetycznego pozwala w łatwy sposób, bez konieczności zmiany komórki i/lub ciekłego kryształu, uzyskać reorientację w dwóch kierunkach w zależności od ustawienia magnesu (ustawienia linii sił pola wg komórki).
File
  • File: 1
    praca inżynierska - Adam Królewicz, 251812, Fotonika.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 10086

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT72cd4355f8d3499a93b56dd1aa1ac15a/
URN
urn:pw-repo:WUT72cd4355f8d3499a93b56dd1aa1ac15a

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page