Галёв Р.В.   Кудрявцев А.Н.   Трашкеев С.И.  

Численное моделирование взаимодействия лазерного излучения с дисклинациями в нематическом жидком кристалле

Докладчик: Галёв Р.В.

Численное моделирование взаимодействия лазерного излучения с дисклинациями в нематическом жидком кристалле
Numerical simulation of the interaction of laser radiation with disclinations in a nematic liquid crystal

Галев Р.В.1,2, Кудрявцев А.Н1,2, Трашкеев С.И.3
1) Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН (Новосибирск)
2) Новосибирский государственный университет
3) Институт лазерной физики СО РАН (Новосибирск)

Создание нового поколения интегральных волоконно-оптических систем с возможностью динамического управления их свойствами требует существенного улучшения нашего понимания процессов взаимодействия лазерного излучения с нелинейными оптическими средами. Особенно перспективным является применение в таких системах жидких кристаллов (ЖК), типичных представителей т. н. «мягких материалов» (soft matter), т. е. сред, физические свойства которых могут существенно меняться при относительно слабых внешних воздействиях.
В настоящей работе численно моделируется взаимодействие гауссова пучка монохроматического излучения, распространяющегося по оптического волокну, со слоем нематического ЖК, распределение поля директора (преимущественного направления ориентации молекул ЖК) в котором включает линейные особенности (дисклинации). Уравнения Максвелла для анизотропной среды решаются модифицированным методом FDTD, для задания неотражающих условий на границах расчетной области используется метод PML. Расчетный код распараллелен с помощью библиотеки MPI, при проведении расчетов использовалось до 80 процессоров высокопроизводительного вычислительного кластера, общее число узлов расчетной сетки достигало 2.7·108.
В результате проведенных расчетов получены данные об изменении распределения интенсивности и направленности лазерного излучения, прошедшего через слой ЖК, вычислено, какая часть излучения теряется в результате рассеяния в окружающую внешнюю среду и какая сохраняется внутри оптического волокна, исследована зависимость характеристик пучка после взаимодействия с ЖК от толщины слоя ЖК.
Данная работа была выполнена в рамках интеграционного проекта №129 СО РАН. Два первых автора также были поддержаны при ее выполнении грантом Правительства РФ (Договор № 14.Z50.31.0019 для поддержки исследований под руководством ведущих ученых).


К списку докладов