Касянюк Д. С. Керування фазою та поляризацією світла і транспортування мікро- та наночастинок за допомогою рідкокристалічних структур з топологічними дефектами.

В роботі досліджується вплив просторового розподілу директора рідкого кристала (РК) в поляризаційних твіст-елементах на структуру світлового поля, а також застосування твіст-елементів для дослідження хіральності матриці РК, топологічних дефектів, періодичного впорядкування та маніпулювання мікро- та наночастинками у РК. Використовуючи рідкокристалічні ?-комірки, було продемонстровано виникнення дислокації хвильового фронту, спричиненої впливом геометричної фази при адіабатичному обертанні площини поляризації світла у режимі Могена. У випадку просторово-залежного кута директора в РК твіст-елементах стан вихідної поляризації стає просторово модульованим, відкриваючи можливість керування фазою та поляризацією світла. Там, де пружні властивості РК спричинюють стрибок кута обертання директора РК на 180°, виникає орієнтаційний (топологічний) дефект - дисклінація. Використовуючи дисклінацію в ?-комірках, вперше було експериментально виміряно надзвичайно великі кроки холестеричної спіралі, що сягають сантиметрового діапазону. Продемонстровано лінійну залежність оберненого кроку холестеричної спіралі від концентрації хіральної домішки. Показано, що термо- та фотоіндукована зміна кроку холестеричної спіралі спричинює обертання дисклінації в ?-комірках, зсув масиву дисклінацій в поляризаційних ґратках. Продемонстровано, що дисклінації ефективно захоплюють мікро- та наночастинки з об'єму РК. На основі цього ефекту запропоновано новий метод впорядкування мікро- та наночастинок та наступного маніпулювання їх ланцюжками. Створено як одиничний, так і масиви 1D та 2D ланцюжків, складених з мікро- та наночастинок. Продемонстровано можливість обертання, трансляційного переміщення та деформації сформованих ланцюжків частинок за допомогою фотоіндукованої зміни хіральності РК.