Powrót
Przestrajalne struktury światłowodowe na bazie domieszkowanych ciekłych kryształów
Abstract
Over the last two decades microstructural optical fibers, also known as photonic crystal fibers (PCFs), have attracted an increased scientific interest mainly due to their outstanding properties and variety of designs. Introduction of liquid crystals (LCs) into the micro-holes of PCFs allowed to create new structures called photonic liquid crystal fibers (PLCFs) those optical properties can be tuned by external physical factors such as temperature, strain, pressure, electric or magnetic fields. Recently, a new research line in polymer- and nanoparticles-doped LCs has been initiated. This dissertation presents investigation of tunable properties of PLCFs doped with polymers and nanoparticles (NPs). In the frame of this work PCFs made from both silica glass and polymer materials were used as host structures. Various photonic structures combining unique properties of LCs and polymers have been designed, which allowed for polar, commercially available LCs to be used for polymer optical fiber infiltration (guest material). In the main part of the Thesis numerical and experimental studies on the silica-glass PCFs infiltrated with metallic nanoparticles (NPs) doped LCs were presented. In particular, the impact of the presence of NPs on the efficiency of PCF tunability in the presence of external electric field was investigated. It was shown, that NPs influence thermal, optical and electric properties of PLCFs. Increasing concentration of NPs causes reduction in both LC refractive indices and in the nematic-isotropic phase transition temperature. Furthermore, in the presence of external electric field NP-doped LCs reduced both switching times as well as the Frederics threshold value. The presence of NP in PLCFs results in significant improvement of electro-optical parameters of LC-based devices and systems, broadening the applicability of PCFs.- Identyfikator pozycji
- WUT4b7aaf13f0834fd39580e79563d26330
- Rodzaj dyplomu
- Praca doktorska
- Autor
- Tytuł w języku polskim
- Przestrajalne struktury światłowodowe na bazie domieszkowanych ciekłych kryształów
- Język
- (pl) polski
- Jednostka dyplomująca
- Wydział Fizyki (WF)
- Dyscyplina nauki
- fizyka / dziedzina nauk fizycznych / obszar nauk ścisłych
- Status pracy
- Obroniona
- Data nadania stopnia
- 27-09-2018
- Promotor
- Recenzenci zewnętrzni
- Paginacja
- 148
- Słowa kluczowe w języku polskim
- ciekłe kryształy, światłowody fotoniczne, nanocząstki, polimery, właściwości elektro-optyczne
- Streszczenie w języku polskim
- Światłowody mikrostrukturalne, nazywane również światłowodami fotonicznymi, znajdują się obecnie w kręgu zainteresowań wielu grup badawczych na świecie, głównie z racji swoich nadzwyczajnych właściwości i różnorodności geometrii struktury fotonicznej. Wprowadzenie ciekłego kryształu do mikro-otworków światłowodu fotonicznego pozwoliło na wytworzenie ciekłokrystalicznego światłowodu fotonicznego, którego właściwości propagacyjne mogą być przestrajane poprzez zewnętrzne czynniki fizyczne takie jak temperatura, naprężenia, ciśnienia, pola elektryczne czy magnetyczne. W ostatnich latach obserwuje się wzrastające zainteresowanie ciekłymi kryształami domieszkowanymi polimerami lub nanocząstkami. Niniejsza rozprawa przedstawia wyniki badań nad przestrajalnymi właściwościami ciekłokrystalicznych światłowodów fotonicznych domieszkowanych zarówno polimerami jak i nanocząstkami metalicznymi. W ramach pracy wykorzystano światłowody fotoniczne wykonane z materiałów polimerowych oraz szkieł krzemionkowych. Wytworzono fotoniczne struktury światłowodowe łączące unikalne właściwości ciekłych kryształów oraz polimerów, co umożliwiło stosowanie komercyjnie dostępnych polarnych ciekłych kryształów jako materiałów napełniających w polimerowych światłowodach fotonicznych. W głównej części pracy została zawarta analiza numeryczna oraz badania eksperymentalne właściwości ciekłokrystalicznych światłowodów fotonicznych domieszkowanych nanocząstkami metalicznymi. W szczególności zbadano wpływ obecności nanocząstek na efektywność przestrajania światłowodu fotonicznego przy użyciu zewnętrznego pola elektrycznego. Wykazano, że obecność nanocząstek metalicznych wpływa nie tylko na właściwości elektryczne ciekłokrystalicznych światłowodów fotonicznych, ale również na ich właściwości termiczne oraz optyczne. Wzrost stężenia nanocząstek w ciekłym krysztale powodował obniżenie współczynników załamania oraz obniżenie temperatury przejścia fazowego nematyk-ciecz izotropowa. Ponadto, w obecności zewnętrznego pola elektrycznego doszło do obniżenia zarówno czasów przełączania jak i napięcia progowego Frederiksa. W pracy wykazano, że domieszkowane nanocząstkami ciekłokrystaliczne struktury światłowodowe mają znacząco poprawione charakterystyki elektro-optyczne, co przekładać się może na poszerzenie wachlarza potencjalnych zastosowań światłowodów fotonicznych.
- Plik pracy
-
- Plik: 1
- Budaszewska.pdf
-
- Jednolity identyfikator zasobu
- https://repo.pw.edu.pl/info/phd/WUT4b7aaf13f0834fd39580e79563d26330/
- URN
urn:pw-repo:WUT4b7aaf13f0834fd39580e79563d26330