液晶光バルブにおける局所構造のダイナミクス

液晶光阀局部结构动力学

• 批准号: 19031026
• 负责人: 長屋 智之
• 金额: $ 3.97万
• 依托单位: Oita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19031026/
• 关键词: パターン形成; 液晶; 非線形動力学; 画像処理

光フィードバック下の液晶光バルブは, ある環境で液晶の傾き角に双安定性が生じて様々な自己組織化構造が出現する。今年度の本研究では, 回転光フィードバック下で出現する花弁状自己組織化パターンが電圧の増加に伴って不安定化する過程をKarhunen-Loeve(KL)展開によって解析した。また, 干渉型光フィードバック下で出現するスポットパターンの生成過程を数値シミュレーションで調べた。その結果を以下に示す。KL展開では, 観測した動画像を互いに相関の無い動画像群に分離する。この動画像は, 振幅, 時間固有関数, 空間固有関数の積で構成される動画像成分を積算したものである。振幅は特異値とも呼ばれ, その2乗(固有値)がn番目のKLモードのエネルギーに対応する。固有値の展開番号に対する減少の仕方から, 動画像の揺らぎの複雑性を評価した。電圧が1.87V<V<2.06Vの静的な花弁状パターンの領域では, 殆ど最初のKLモードにエネルギーが集中しているが, 2.06V<7になると上位のモードのエネルギーが徐々に増えてくる。全てのモードのエネルギー和で固有値を規格化した相対固有値用いると, n番目までのモードを使って再構成した動画像と元の動画像との相関値と, 揺らぎの複雑陸を定量化する大域エントロピーが相対固有値から計算できる。その結果, この時空揺らぎは, およそ20個程度のKLモードに情報が集中する, 大域エントロピーは0.5程度の相関の強いゆらぎであることがわかった。光フィードバックにおいてレンズの結像位置をずらすと光の回折が起こり, 回折光の干渉によって孤立した点状ドメインが形成すると考えられている。そこで, 現象論モデルに基づく数値シミュレーションで出現条件を探索した。入射光強度を一定にし, 回折が起きる長さと電圧を様々に変化させて出現するパターンを調べたところ, 狭い電圧範囲ではあるが複数の電圧範囲で点状ドメインが形成することがわかった。

在光学反馈下的液晶灯泡中，在某个环境中在液晶的倾斜角处发生双态，从而导致各种自组织结构。在今年的研究中，我们分析了破坏花瓣样的自组织模式的稳定性，该模式在旋转的光学反馈下似乎随着使用Karhunen-Loeve（KL）膨胀而增加电压。此外，通过数值模拟研究了在干扰型光学反馈下出现的点模式的过程。结果如下所示。在KL扩展中，观察到的视频图像被分成相互关联的运动图像。该视频是一个集成的视频组件，该视频组件由振幅，特征功能和空间特征功能的产品组成。振幅也称为单数值，其平方（特征值）对应于nth KL模式的能量。根据将特征值降低到膨胀数的方式评估移动图像的波动的复杂性。在电压为1.87V <v <2.06V的静态花瓣状的区域中，能量主要集中在第一个KL模式下，但是当2.06V <7时，较高模式的能量逐渐增加。使用相对特征值将特征值与​​所有模式的能量总和，使用第nth模式之间的原始视频图像和重建视频图像之间的相关值，并且可以根据亲戚特征值来量化波动的复杂土地的全局熵。结果表明，这种时间波动是波动的波动，其中信息集中在约20 kl模式下，全局熵是波动的波动，其强度约为0.5。人们认为，当镜头的图像位置在光学反馈中移动时，会发生光衍射，并且衍射光的干扰形成了隔离点域。因此，我们使用基于现象学模型的数值模拟搜索了发生条件。当我们通过保持入射光强度恒定并改变发生衍射的长度和电压来研究出现的模式时，我们发现尽管它们在狭窄范围内，但在多个电压范围内形成了点状域。

项目成果

回転光フィードバック下の液晶光バルブにおけるパターン形成V

旋转光反馈V下液晶光阀的图案形成

• 发表时间: 2008
• 作者: 長屋智之;奈良重俊;Stefania Residori
• 通讯作者: Stefania Residori

液晶光バルブにおける花弁状パターンのダイナミクス

液晶光阀花瓣状图案的动力学

• 发表时间: 2007
• 作者: 長屋智之;奈良重俊;Stefania RESIDORI
• 通讯作者: Stefania RESIDORI

液晶光バルブにおける非線形パターンダイナミクスII

液晶光阀中的非线性模式动力学 II

• 发表时间: 2009
• 作者: 長屋智之;奈良重俊;Stefania Residori
• 通讯作者: Stefania Residori

Dynamics of the Petal-Like Pattern in a Liquid Crystal Light Valve with Rotational Ontical Feedback

具有旋转Ontical反馈的液晶光阀中花瓣状图案的动力学

• 发表时间: 2009
• 期刊: Molecular Crystals and Liquid Crystals (未定)
• 作者: Tomoyuki Nagaya;Shigetoshi Nara;and Srefania Residori
• 通讯作者: and Srefania Residori

Nonlinear Dynamics of the Petal-Like Patterns in a Liquid Crystal Light Valve with Rotational Optical Feedback

具有旋转光学反馈的液晶光阀中花瓣状图案的非线性动力学

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Opt. Soc. Am. B 25
• 作者: Tomoyuki Nagaya;Tadaaki Yamamoto;Touru Asahara Shigetoshi Nara and Stefania Residori
• 通讯作者: Touru Asahara Shigetoshi Nara and Stefania Residori