Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Լազերային ճառագայթող մակածված ջերմամեխանիկական երևույթներ նեմատիկներում

Ալեքսանյան, Արթուր Կամոյի (2013) Լազերային ճառագայթող մակածված ջերմամեխանիկական երևույթներ նեմատիկներում. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (438Kb) | Preview

    Abstract

    In this research some mechanisms of reorientation of molecules of nematic liquid crystals are studied theoretically and experimentally. Particularly, laser induced toroidal flows and third type thermomechanical effect has been studied theoretically and experimentally. It was shown that Gaussian beam may induce toroidal flows in liquid crystal due to the absorption of the heat by the medium. Theoretical calculations show that the velocity of this flow is about a few um/sec. Director equation for homeotrop and planar cells were obtained and solved in conjunction with the equations of Navier-Stokes and thermal conductivity to find the director, velocity and temperature distributions in the cells. It was shown that this thermal - orientational flow induces big changes of director whis is at the same range as well known direct optical nonlinearity. The third type thermomechanical effect has been studied theoretically and experimentally in twist nematic liquid crystal cell. Impingement of a laser beam with Gaussian cross distribution of intensity on the twist nemaic liquid crystal cell has been considered. Molecules of liquid crytals reorient due to the third type of thermomechanical effect. This nonlinear interaction between laser beam and the medium changes the refractive index of LC. As the third type thermomechanical effect depends on the temperature gradient, the first step toward finding the director reorientation, i.e. coefficient of nonlinearity was finding the temperature distribution inside the medium. Heat-transfer equation solution has been presented. It was shown that for P = 40mWatt laser beam after lsec of heating, the LC is still in anisotopic state. This lsec is enough time to register the reoirinetation by menas of a probe beam. Coefficient of nonlinearity has been calculatied. It was shown that the nonlinearity in this case is within the same range as the well-known direct optical nonlinearity. Director equation in cylindrical and Cartesian system of coordinates has been obtained and solved numerically. It was shown that x and y temperature gradients reorient the director in opposite directions. Полученные результаты могут быть применены также и для улучшения качества жидкокристаллических мониторов, световых ограничителей, пространственных световых модуляторов, а также и других жидкокристаллических приборов. Так как термомеханический эффект не зависит от длины волн излучения и источника света, можно сконструировать новые датчики или детекторы для невидимых волн. В диссертационной работе получены следующие основные результаты: Впервые теоретически исследованы тороидальные потоки в жидких кристаллах за счет поперечного температурного градиента, обусловленного поглощением лазерного излучения гауссового лазерного пучка. Была изучена динамика этого процессса. Было паказано, что имеется хорошое соответствие с ранее полученными экспериментальными даннными. Впервые теоретически исследован тороидальный поток, имеющий термомеханический характер в твист ячесйке нематического жидкого кристалла за счет поперечного температурного градиента, обусловленного поглощением лазерного излучения. Теоретические и экспериментальные результаты исследования термомеханического эффекта находятся в строгом соответствии. Հեղուկ բյուրեղները իրենցից ներկայացնում են ուսումնասիրման հետաքրքիր միջավայրեր, թե տեսական ն թե փորձարարական հետազոտությունների տեսակետից: Նրանք կիրառվում են այնպիսի սարքավորումներում, ինչպիսիք են, հեղուկ բյուրեղական էկրաններր, դետեկտորներր, որոշ ռազմական և արդյունա¬բերական սարքավորումներր, բժշկական ու չափիչ զործիքներր: Ակտիվ աշխատանքներ են տարվում հեղուկ բյուրեղական սարքավորումների էֆեկտիվությունր բարձրացնելու համար: ձաճսւխ այդ սարքավորումներում օգտագործվում են լույսի աղբյուրներ, որոնք հանգեցնում են միջավայրի տաքացմանր: Տաքացման հետևանքով փոխվում են միջավայրի հատկություններր և կարող են դիտվել անցանկսւլի երևույթներ և շեղումևեր սկզբևակաև սպասվող արղյուևքևերից: Կարող եև առաջաևալ թե կողմևորոշումայիև և թե ջերմայիև երևութևեր: Աարքի բևակաևոև աշխատաևքր ապահովելու համար հարկավոր է հևարավորիևս հաշվի առևել բոլոր ևմաևատիպ երևույթևերև ու ղրաևց հետևաևքևերր: ձայտևի է, որ աևգամ շատ փոքր կլաևումևերի էևերգիաև բավարար է հեղուկ բյուրեղի դիրեկ- տորր վերակողմնորոշելու համար [1]: Գոյություև ուևեև բազմաթիվ մեխաևիզմ- ևեր, որոևք թույլ եև տափս հեղուկ բյուրեղի կողմից կլաևված էևերգիաև վերափոխել մոլեկուլևերի կողմևորոշումայիև էևերգիայի: Այսպիսի մեխաևիզմևերից են, ջերմայիևր [2], Յաևոշիի էֆեկտր [3], կոևֆորմացիոևր [4], ջերմայիև հոսքերով պայմաևավորված ոչգծայևություևր [5,6], ուժեղ օպտիկակաև ոչգծայևություևր [7], մակերևույթով մակածվածր [8], ֆոտոռեֆրակտիվր [9] և այլև: Այսպիսի մեխաևիզմևերից երեքր լուսահիդրողիևամիկակաև վերակողմևորոշմաև մեխանիզմներև են գրավիտացիոև, ջերմամազակաև և ուղղակի ծավալայիև րևդսւր- ձակմաև մեխաևիզմևերր [10]: Այս մեխամիզմներով պայմաևավորված օպտիկա¬կաև ոչգծսւյևություևևերր մի քաևի կարգով գերազաևցում եև ուժեղ օպտիկակաև ոչգծայևությունր, իսկ կայուևացմաև ժամաևակևերր այս դեպքում ևույևև եև: [11] աշխատաևքում ցույց է տրվել, որ ոչ համասեռ ուղղորդի բաշխմամբ ևեմատիկ հեղուկ բյուրեղևերում կարող եև տեղի ուևեևալ ջերմամեխաևիկակաև երևույթևեր: Դրաևցից առաջինի էությունր կայաևում է ևրաևում, որ ջերմաստիճանի գրաղիեևտի առկայությաև պայմաևևերում հևարավոր է ղառևում հեղուկ բյուրեղի հիղրողիևամիկակաև համրևթաց հոսքր դիրեկտորի հարթությաև մեջ գրադիեևտիև ուղղահայաց ուղղությամբ: Երկրորդի էությունր կայանում է նրաևում, որ հիղրողիևամիկակաև հոսքր կարող է առաջացևել հեղուկ բյուրեղի երկու սահմաևևերի միջև ջերմաստխաւևևերի տարբերություև: Երրորդ տիպի ջերմամեխանիկակաև երևույթի դեպքում ջերմաստխսսևի գրադիեևտր առաջացնում է հեղուկ բյուրեղի ուղղորդի լրացուցիչ վերակողմևորոշում: Զերմամեխանիկակաև երևույթևերր, որոևք աևմիջակաևորեն կախված եև ջերմաստիճանի գրադիեևտևերից և կախված չեև տաքացևող աղբյուրևերի այլ հատկություևևերից, կարող են առկա լինել (վերևում նշված այլ լուսահիդրոդինամիկական երևույթների նման) գրեթե բոլոր հեղուկ լցուրեղական սարքավորումներում:

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Լազերային ճառագայթող մակածված ջերմամեխանիկական երևույթներ նեմատիկներում: Лазерно - индуцированные термомеханические эффекты в нематиках.
    Uncontrolled Keywords: Ալեքսանյան Արթուր Կամոյի, Алексанян Артур Камоевич
    Subjects: Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 05 May 2017 15:08
    Last Modified: 05 May 2017 16:26
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4611

    Actions (login required)

    View Item