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

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.