Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Optical Bloch oscillation in liquid crystalline layer

Mateusz Polak

Abstract

Bloch oscillations are an interesting topic of solid state physics, but their observation in the quantum case is still difficult to implement in practice. On the other hand, intensive research studies performed in the 90s of the last century allowed for the first observation of Bloch oscillations in optics. Since then, these observations and their results, which are much simpler to obtain when compared to quantum mechanics research, have been used to confirm the validity of the quantum physics theory. In the present work, a liquid crystalline cell with a comb electrode has been proposed and designed, based on previous literature reports, to obtain a spatially periodic refractive index distribution with an additional linear gradient of this coefficient. The designed photonic structure is intended to allow the observation of Bloch oscillations in optics. The construction works have been supported by numerical simulations allowing to determine geometrical and optical parameters of the designed liquid crystal cell. It has been found that it is possible to meet the requirements of constructional conditions in practice, and thus special attempts have been made to experimentally observe optical Bloch oscillations in the liquid crystal layer. Unfortunatelly some of these attempts failed due to the damage of the liquid crystal cell built for this purpose in the final stage of the experimental work. As the consequance it was eventually impossible to confirm possibility of observation of optical Bloch oscillations in the liquid crystal layer.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Mateusz Polak (FP) Mateusz Polak,, Faculty of Physics (FP)
Title in Polish
Optyczne oscylacje Blocha w warstwie ciekłego kryształu
Supervisor
Katarzyna Rutkowska (FP/OPD) Katarzyna Rutkowska,, 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
18-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Anna Kozanecka-Szmigiel (FP/SRD) Anna Kozanecka-Szmigiel,, Structural Research Division (FP/SRD)Faculty of Physics (FP) Katarzyna Rutkowska (FP/OPD) Katarzyna Rutkowska,, Optics and Photonics Division (FP/OPD)Faculty of Physics (FP)
Keywords in Polish
Oscylacje Blocha, dyskretna propagacja światła, dyskretna dyfrakcja, ciekłe kryształy
Keywords in English
Bloch oscillations, discrete propagation, discrete diffraction, liquid crystals
Abstract in Polish
Oscylacje Blocha są interesującym zagadnieniem fizyki ciała stałego, jednak ich obserwacja w przypadku kwantowym nadal pozostaje trudna do realizacji w praktyce. Z drugiej strony intensywne prace badawcze podjęte w latach 90 ubiegłego stulecia pozwoliły na pierwsze obserwacje oscylacji Blocha w optyce. Od tego czasu obserwacje te i ich wyniki, które były znacznie prostsze do uzyskania w porównaniu do badań z zakresu mechaniki kwantowej, zostały wykorzystane do potwierdzenia słuszności twierdzeń fizyki kwantowej. W niniejszej pracy, na podstawie wcześniejszych doniesień literaturowych, zaproponowano i zaprojektowano komórkę ciekłokrystaliczną z elektrodą grzebieniową, umożliwiającą uzyskanie przestrzennie okresowego rozkładu współczynnika załamania z dodatkowym gradientem liniowym tego współczynnika. Zaprojektowana struktura fotoniczna docelowo ma pozwolić na zaobserwowanie optycznych oscylacji Blocha. Prace konstrukcyjne wsparte zostały symulacjami numerycznymi, pozwalającymi na określenie parametrów geometrycznych i optycznych projektowanej komórki ciekłokrystalicznej. Stwierdzono praktyczną możliwość spełnienia wymagań warunków konstrukcyjnych oraz podjęte zostały próby eksperymentalnych obserwacji optycznych oscylacji Blocha w warstwie ciekłego kryształu. Prace eksperymentalne zakończyły się częściowym niepowodzeniem z uwagi na uszkodzenie wykonanej i badanej komórki ciekłokrystalicznej w końcowym etapie badań, konsekwencją czego jest brak ostatecznego potwierdzenia możliwości obserwacji optycznych oscylacji Blocha w zaprojektowanej strukturze ciekłokrystalicznej.
File
  • File: 1
    270017_inz.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 27150

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTb649c1e454724679824ca6ecf4f87db1/
URN
urn:pw-repo:WUTb649c1e454724679824ca6ecf4f87db1

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page