« Теоретически было получено соотношение -

-«j)e\(?°ft]", связывающее фокальное расстояние F с

градиентом показателя преломления Ли = («ц - п), углом

максимального отклонения молекулярных осей от первоначальной ориентации Go, волновым вектором <? и толщиной слоя h [2.2, 2.28]. В этой связи весьма интересным представляется изучение дифракции света на доменах. Наблюдения дифракции света впервые были проведены .в [2.2, 2.22, 2.23, 2.29]. Показана амплитудно-фазовая природа этого явления. Открыты явления необычного

Рис. 2.18. Дифракция света на доменной структуре первого типа

распределения интенсивности света в дифракционных максимумах, изменение угла отклонения их с изменением амплитуды внешнего электрического поля и др.

Доменная картина для поликристаллических образцов имеет неупорядоченную структуру в виде полос, для ориентированных образцов эта структура упорядочена. Естественно, что коллимированный пучок света, проходя через структуру, будет испытывать дифракцию [2.23]. Картина дифракции отражает расположение доменов в слое ЖК (рис. 2.18). Особый интерес представляет случай дифракции света на доменной структуре второго типа. Напомним, что ширина полос доменов такой структуры обратно пропорциональна напряженности внешнего электрического поля. Вид доменов и соответствующие дифракционные картины в зависимости от напряжения показаны на рис. 2.19. Здесь имеет место уникальный случай дифракции света, управляемой непосредственно

электрическим полем. Известная формула для дифракции света sm<i)=mX/d в этом случае имеет вид sincp= =стХЕ (с - коэффициент пропорциональности, Е - напряженность электрического поля). Так как дифракция света на доменах возникает вследствие периодически изменяющегося показателя преломления ЖК, то она, естественно, имеет фазовую природу.

а) . б) в)

Рис. 2.19. Домены (а) и дифракция света на доменной структуре второго типа (б, в); (б - при скрещенных николях; е - с одним поляризатором)

Но так как изменение показателя преломления обусловлено различной ориентацией индикатрисы в доменах и на их границах, то интенсивность дифракционных максимумов зависит от положения плоскости поляризации проходящего света относительно главных осей оптической индикатрисы. Если плоскость колебаний световой волны параллельна направлению ориентации образца и полосам доменов, то падающий на образец свет дифра гирует и сосредоточивается в дифракционных максимумах. При расположениях плоскости поляризации света между направлениями, перпендикулярными и параллельными длинным осям молекул, одна часть-падающе-

60 20

го света дифрагирует, а другая - проходит, не испытывая дифракции. При перпендикулярном расположении плоскости поляризации дифракция не наблюдается. Свет, сосредоточенный в четных и нечетных дифракционных максимумах, поляризован в разных направлениях.

Интенсивность света с ростом амплитуды напряжения и соответственно с уменьшением ширины доменов периодически перераспределяется по порядкам дифракционных максимумов. Изменение интенсивности света в нулевом дифракционном максимуме в зависимости от напряжения на образце дано на рис. 2.20. Изучение дифракции света на доменах позволило установить связь между двулучепреломлением ЖК Ain и напряженностью внешнего электрического поля. Оказалось, что An линейно меняется с ростом напряжения на образце Ап={п-п£ =kE.

Следует отметить, что если для формирования доменов применяется переменное электрическое поле, то оптические свойства ЖК меняются периодически, что в свою очередь вызывает периодическое изменение интенсивности света или направление его распространения.

О. IB iD ее 80 и, в

Рис. 2.20. Изменение интенсивности монохроматического света в нулевом дифракционнсм максимуме с ростом напряжения на образце

Рис. 2.21. Петля диэлектрического гистерезиса и вид доменной картины, отвечающей участкам петли: Р - электрическая поляризация; £ -напряженность электрического поля