Анотація до роботи:

Субота С. Л. Самодія гаусового пучка світла в нематичному рідкому кристалі.– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.02 – теоретична фізика. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2004.

В дисертаційній роботі представлене теоретичне дослідження можливості виникнення оптичної сингулярності у хвильовому фронті лазерного пучка гаусової форми, який проходить через комірку гомеотропно орієнтованого нематичного рідкого кристала. Вважається, що зчеплення молекул рідкого кристала зі стінками комірки жорстке. При нормальному падінні лінійно-поляризованого стигматичного і астигматичного гаусового пучка на комірку гомеотропно орієнтованого нематичного рідкого кристала спостерігається світло-індукований перехід Фредерікса. Вперше знайдено аналітичний вираз для порогового значення інтенсивності переорієнтації директора для випадку гаусовго пучка світла. Мінімізація вільної енергії виконана двома шляхами: за допомогою пробної функції гаусового вигляду та чисельного розв’язку рівнянь Ейлера. Виконано порівняння цих методів. Виявилось, що гаусова пробна функція може бути використана при певних значеннях параметрів для суттєвого зменшення часу розрахунків.

Наведено розв’язок рівнянь Максвела в слабоанізотропному неоднорідному рідкому кристалі з порахованим у роботі профілем збуреного директора. Для їх розв’язання використане наближення геометричної оптики та квазіізотропне наближення. Неоднорідний профіль директора спричиняє виникнення фазової сингулярності в когерентному пучку з початково гладким хвильовим фронтом. Для її дослідження використаний принцип Гюйгенса-Френеля в наближенні ближньої зони. В випадку симетричного профілю гаусового пучка виникає кругова крайова дислокація – кільце нульової амплітуди. В випадку асиметричного профілю це кільце розтягується вздовж осі z, залишаючись симетричним в площинах xz та yz.

Публікації автора:

1. Субота С.Л., Решетняк В.Ю. Переорієнтація нематичного рідкого кристалу під дією гаусового пучка світла //Вісник Київ. ун-ту, серія: фіз.-мат. науки. – 2000. – №4. – С.545-549.

2. Reshetnyak V., Subota S. Self-action of Gaussian beam in a nematic liquid crystal cell // Cond. Matt. Phys. – 2001. – Vol.4. – Р.307-313.

3. Subota S., Reshetnyak V., Soskin M.S. Phase singularity born by a Gaussian beam in a nematic liquid crystal cell // Proc. of SPIE. – 2001. – Vol.4418. – Р. 82-88.

4. Subota S., Reshetnyak V., Soskin M.S. Phase singularity birth owing to Gaussian beam self-action in nematic liquid crystal // Mol. Cryst. Liq. Cryst. – 2002. – Vol.375. – Р. 481-490.

5. Subota S., Reshetnyak V.Y., Soskin M.S. Reorientation of nematic liquid crystal under the action of light with stygmatic and astygmatic Gaussian profile // Proc. of SPIE. – 2002. – Vol.4938. – P. 204-211.

6. Субота С. Виникнення фазової дислокації при самодії гаусового пучка світла в нематику // Вісник Львів. ун-ту, серія фізична. – 2003. – Т.36. – С. 91-96.

7. Subota S. Numerical study of optical phase singularity birth in nematic liquid crystal cell // Proc. of SPIE. – 2004. – Vol. 5507. – Р. 293 – 301.

8. Reshetnyak V., Subota S. Self-action of Gaussian beam in a nematic liquid crystal cell // Book of abstracts. Workshop Modern Problems of Soft Matter Theory. –Lviv (Ukraine). – 2000. – P. 170.

9. Subota S., Reshetnyak V., Soskin M.S. Phase singularity born by a Gaussian beam in a nematic liquid crystal cell // Abstracts of the 8^th the International Conference Nonlinear Optics of Liquid and Photorefractive Crystals (NOLPC’2000). – Alushta (Ukraine). – 2000. – P. 51.

10. Subota S., Reshetnyak V., Soskin M.S. Reorientation of nematic liquid crystal under the action of light with astigmatic Gaussian profile // Proc. of the XV International School Seminar “Spectroscopy of molecules and crystals” (XV ISSSMC). – Chernihiv (Ukraine). – 2001. – P.189.

11. Subota S., Reshetnyak V., Soskin M.S. Wave front singularity birth owing to reorientation of a nematic liquid crystal in Gaussian beam // Abstracts of the International Conference Physics of Liquid Matter: Modern Problems (PLLMP-2001). – Kyiv (Ukraine). – 2001. – P.140.

12. Subota S., Reshetnyak V., Soskin M.S. Phase singularity birth owing to Gaussian beam self-action in nematic liquid crystal // Book of abstracts of the 9^th International Topical Meeting on Optics of Liquid Crystals. – Sorrento (Italy). – 2001.

13. Subota S., Reshetnyak V., Soskin M. S. Astigmatic Gaussian Beam Self-action in a Nematic Liquid Crystal // Abstracts. International Youth Conference “SPO-2001”. – Kyiv (Ukraine). – 2001. – P.119.

14. Subota S. Reorientation of nematic liquid crystal director under the action of Gaussian beam// 2^nd International Scientific Conference of Students, Post-Graduate Students and Young Scientists “Optoelectronic Information-Energy Technologies – 2002”. – Vinnytsia (Ukraine). – 2002. – P.71.

15. Subota S., Reshetnyak V. Reorientation of nematic liquid crystal director under the action of Gaussian beam // Всеукраїнська конференція молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “ЕВРІКА-2002”. – Львів (Україна). –2002. – С.132-133.

16. Subota S. Gaussian beam self-action in liquid crystal // Book of abstracts. International Conference on Theoretical Physics (TH-2002). 2002. – Paris (France) – 2002. – P.282-283.

17. Subota S., Reshetnyak V. Gaussian beam self-action in a nematic liquid crystal // Abstracts of the 9^th the International Conference Nonlinear Optics of Liquid and Photorefractive Crystals (NOLPC’2002). – Alushta (Ukraine). – 2002. – P. 14.

18. Subota S., Reshetnyak V. Numerical study of phase singularity birth // Abstracts. 3^rd International Youth Conference “SPO-2002”. – Kyiv (Ukraine). – 2002. – P.50.

19. Subota S., Reshetnyak V. Numerical study of director reorientation under the action of astigmatic Gaussian beam // Abstracts. 4^th International Youth Conference “SPO-2003”. – Kyiv (Ukraine). – 2002. – P.128.

20. Subota S., Reshetnyak V. Numerical study of phase singularity birth owing to the Gaussian beam self-action // Proc. of the XVI International School Seminar “Spectroscopy of molecules and crystals” (XVI ISSSMC). – Sevastopol (Ukraine). – 2003. – P.280.

Список використаних джерел

1. Жидкие кристаллы / Под ред. С.И. Жданова. – М.:Химия, 1979. – 328с.

2. Vasnetsov M. and Staliunas K. eds, Optical Vortices. – NY.:Nova Science, 1999.

3. Soskin M. S., Vasnetsov M. V. Singular Optics // Progress in optics. – 2001. – Vol.42. – Р.219-276.

4. Khoo I.C., Wu S.-T. Optics and nonlinear optics of liquid crystals. –NY.:Word Scientific. – 1993.

5. Pishnyak O.P., Reznikov Yu.A., Vasnetsov M.V., Yaroshchuk O.V., Gorshkov V.N., Soskin M.S. Phase dislocations in a focused Gaussian beam induced via self-action in a dye-doped nematic liquid crystal cell // Mol. Cryst. Liq. Cryst. – 1998.– Vol. 324. – P. 25-30.

6. Чандрасекар С. Жидкие кристаллы. – М.: Мир, 1980. – 334 с.

7. Khoo I.C., Liu T.H.and Yan P.Y. Nonlocal radial dependence of laser-induced molecular reorientation in a nematic liquid crystal: theory and experiment // J. Opt. Soc. Am. B. – 1987/ – Vol.4, №2. – P. 115-120.

8. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И., Геометрическая оптика неоднородных сред. – М.: Наука, 1980. – 325c.

9. Зельдович Б.Я., Табирян Н.В. Теория светоиндуцированного перехода Фредерикса // ЖЭТФ. – 1982.– Т.82, №.4.– С.1126-1142.

10. Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику. – М.: Мир, 1970. – 364c.

11. Kreminskaya L.V., Soskin M.S., Khiznyak A.I. The Gaussian lenses give birth to optical vortices in laser beams // Optics Comm. – 1998. – Vol.145. – Р. 377-384.