Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Идентификатор DOI: 10.17586/1023-5086-2025-92-10-16-25
Ключевые слова: Fabry-Perot cavity, cholesteric, photocontrol, twisting of orientational structure, light polarization, резонатор Фабри-Перо, холестерик, фотоуправление, закрутка ориентационной структуры, поляризация света
Аннотация: Предмет исследования. Исследуются микрорезонаторы Фабри-Перо с фоточувствительным холестериком в качестве дефектного слоя. Шаг спирали холестерика изменяется под действием ультрафиолетового или синего излучения. Для холестерика заданы планарно-тангенциальные граничные условия, позволяющие плавно изменять угол закрутки структуры. ЦеПоказать полностьюль работы. Установление закономерностей изменения поляризационных и спектральных характеристик мод микрорезонатора в зависимости от угла закрутки планарной структуры холестерика. Методы. Микрорезонаторы исследуются экспериментально и методом численного моделирования Берремана, обобщённого для случая анизотропной среды. Исследования выполнены для толщин полости микрорезонатора 3,63 мкм и 7,68 мкм. Основные результаты. Показано, что изменение угла закрутки холестерика позволяет с одинаковой эффективностью управлять re - и ro -модами микрорезонатора. С ростом угла закрутки re -моды смещаются в красную область спектра, в то время как ro -моды испытывают синий спектральный сдвиг. Величина спектрального сдвига мод ограничена явлением квазипересечения мод соседних серий, реализующимся в максимуме Гуч-Терри, где происходит смена типа мод с re - на ro - и обратно. Положение максимума Гуч-Терри смещается в красную область спектра с ростом угла закрутки холестерика, скорость смещения растёт с уменьшением толщины слоя жидкого кристалла и увеличением длины волны оптического излучения. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть перспективны для разработки фотоуправляемых фотонных систем с улучшенными оптическими характеристиками. Subject of research. Fabry-Perot microresonators with a photosensitive cholesteric as a defect layer are investigated. The pitch of the cholesteric helix is changed by ultraviolet or blue light. Planar-tangential boundary conditions are set for the cholesteric, thus enabling the continuous variation in the twist angle of the structure. Purpose of the work is to establish the patterns of the change in polarization and spectral characteristics of microresonator modes on the twist angle of the planar cholesteric structure. Methods. The microresonators are investigated experimentally and by numerical simulations using the Berreman matrix method generalized for the case of anisotropic medium. Studies are performed for the microresonator cavity thicknesses of 3.63 µm and 7.68 µm. Main results. It is shown that the re - and ro -modes of the microresonator are controlled with the same efficiency by changing the twist angle of the cholesteric. As the twist angle is increased, the re -modes shift to a red range of the spectrum, while the ro -modes exhibit a blue spectral shift. The magnitude of the spectral shift of modes is limited by the phenomenon of anticrossing of modes of neighboring series appearing in the Gooch-Tarry maximum, where the mode type changes from re - to ro - and vice versa. The position of the Gooch-Tarry maximum exhibits a red spectral shift at an increasing of cholesteric twist angle, the rate of the spectral shift rises with reducing the liquid crystal layer thickness and increasing light wavelength. Practical significance. The obtained results can be promising for the development of photo-controlled photonic systems with improved optical characteristics.
Журнал: Оптический журнал
Выпуск журнала: Т. 92, № 10
Номера страниц: 16-25
ISSN журнала: 10235086
Место издания: Санкт-Петербург
Издатель: Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова, Национальный исследовательский университет ИТМО, Международная общественная организация Оптическое общество имени Дмитрия Сергеевича Рождественского