Институт физики СО РАН
Авторы: сотрудники лабораторий молекулярной спектроскопии; теории нелинейных процессов; когерентной оптики; фотоники молекулярных систем; сильных магнитных полей.
Предложены и реализованы новые способы управления жидкокристаллическими (ЖК) материалами, основанные на эффектах изменения граничных условий в электрическом или магнитном поле, включая ионную модификацию поверхностного сцепления, самоорганизацию радиальных текстур на поверхности полимерного ориентанта, азимутальное вырождение конического сцепления [1,2,3].
Разработанные методы успешно применены для создания ряда конструкций фотонно-кристаллических (ФК) устройств с включением ЖК, позволяющих управлять оптическими свойствами фотонных структур (спектрами пропускания и отражения, поляризацией и фазой излучения). В частности, рассмотрена одномерная слоистая модель для наблюдения связанного состояния в континууме (ССК) за счет деструктивной интерференции оптических резонансов различных поляризаций. Явление имеет прямую аналогию с одномерными электронными ССК, которые реализуются за счет полной деструктивной интерференции электронных резонансов с разными спинами в наклонном магнитном поле в одномерном прямоугольном потенциале. Эта аналогия реализована в фотонной структуре в виде микрорезонатора с зеркалами из одномерного ФК, заполненного планарно ориентированным нематическим ЖК. Экспериментально, путем поворота оптической оси ЖК, показана возможность управления спектральным положением и добротностью микрорезонаторных мод. При определённых углах поворота реализуется условие возникновения ССК – полная деструктивная интерференция световых волн на выходе из центрального слоя.
(a) Схема рассеяния электрона со спином вверх на потенциальной яме с наклонным магнитным полем, что приводит к появлению двух резонансов с противоположными спинами. Их полная деструктивная интерференция образует связанное состояние в континууме. (b) Аналог в фотонике – ЖК с повернутой относительно плоскости падения оптической осью, заключенный в микрорезонаторе. (c) Экспериментальный и теоретический спектры отражения показывают обращение в ноль ширины резонансной линии, свидетельствующий о реализации оптического связанного состояния в континууме.
Публикации:
- Sutormin V.S., Krakhalev M.N., Prishchepa O.O., Lee W., Zyryanov V.Y. Electro-optical response of an ionic-surfactant-doped nematic cell with homeoplanar-twisted configuration transition [Invited] // Opt. Mater. Express. 2014. V. 4, No. 4. P. 810-815. (IF WoS – 3.064, Q1)
- Parshin A.M., Zyryanov V.Ya., Shabanov V.F. Alignment of liquid crystals by polymers with residual amounts of solvents // Scientific Reports. 2017. V. 7, P. 3042. (IF WoS – 3.998, Q1)
- Krakhalev M.N., Prishchepa O.O., Sutormin V.S., Bikbaev R.G., Timofeev I.V., Zyryanov V.Ya. Electrically induced transformations of defects in cholesteric layer with tangential-conical boundary conditions // Scientific Reports. 2020. V. 10. P. 4907. (IF WoS – 3.998, Q1)
- Pankin P.S., Wu B.-R., Yang J.-H., Chen K.-P., Timofeev I.V., and Sadreev A.F. One-dimensional photonic bound states in the continuum // Communications Physics. 2020. V.3, No.1. P. 1-8. (IF WoS – 4.684, Q1)