ネマティコン

光学において、ネマティコンはネマティック液晶（NLC）における空間ソリトンです。この名称は2003年にG. Assantoによって考案され^[1]、その後も使用されています ^{[2] [3]。}ネマティコンは、NLCに存在する特殊なタイプの光学非線形性、すなわち分子配向ベクトル（すなわち平均分子配向）の光誘起再配向によって生成されます。この非線形性は、分子配向ベクトル（すなわち対応する単軸液晶の光軸）が光の電場に沿って整列する傾向があるという事実から生じます。NLC誘電体媒体が以下の特性を示すため、 ネマティコンは容易に生成できます（mW以下の光出力で^{[4] [5] [6] ）。}

• 非常に大きな非線形応答：実効非線形性は二硫化炭素 のそれよりも典型的に8桁も大きい。これは、同じ屈折率変化（増加）を得る、あるいは回折を相殺する自己収束を得るために必要な光パワーがはるかに低いことを意味する。
• 非局所応答：非線形応答は光場の位置に限定されない。応答プロファイルは光ビームよりも広い。高い非局所性により、横方向2次元の場合でもソリトンの安定した伝播が可能になる。ソリトンが存在するために必要な正確な値よりも高いまたは低い電力は、ブリージングソリトンを引き起こす。^{[7] [8] [9]}

非局所応答と局所応答の違い。局所媒質では、ディラックデルタのような点ごとの強度ピークは、屈折率の同様に鋭い空間応答を引き起こします。非局所媒質では、屈折率の変化は拡散系と同様に、光源をはるかに超えて広がります。

• 飽和可能な全光応答：液晶分子の配向ベクトルは光ビームの電場に沿って整列する傾向がある。強力なビームの場合、分子配向ベクトルは電場と平行になり、それ以上の再配向は不可能となる。応答の飽和は2次元ソリトンも安定化させる。

ネマティック液晶の再配向光学非線形性は、低周波電界、すなわち印加電圧に対する電気光学応答を伴うため、ネマティック液晶とそれに関連する導波路^[10]は、外部バイアスを印加することで角度を制御し、空間的に配線することができ、再構成可能な相互接続が可能になります。^{[11] [12]}

離散ソリトンが形成されることが知られている導波路アレイでは^[13] 、離散ネマティコンも実証されている^{[14] [15]}

参照

• ソリトン（光学）
• 液晶

参考文献

1. G. Assanto; M. Peccianti; C. Conti (2003). 「ネマティコン：ネマティック液晶中の光空間ソリトン」. Optics and Photonics News . 14 (2): 44– 48. Bibcode :2003OptPN..14...44A. doi :10.1364/OPN.14.2.000044.[1]
2. G. Assanto & M. Karpierz (2009). 「ネマティコン：ネマティック液晶における自己局在ビーム」. Liq. Cryst . 36 ( 10–11 ): 1161–1172 . Bibcode :2009LoCr...36.1161A. doi :10.1080/02678290903033441. S2CID  121925099
3. M. Peccianti & G. Assanto (2012). 「ネマティコン」. Phys. Rep . 516 ( 4–5 ): 147–208 . Bibcode :2012PhR...516..147P. doi :10.1016/j.physrep.2012.02.004.[2]
4. J. Beeckman、K. Neyts、X. Hutsebaut、C. Cambournac、M. Haelterman (2004). 「ネマティック液晶平面セルにおける自己集束条件のシミュレーションと実験」. Opt. Express . 12 (6): 1011–1018 . Bibcode :2004OExpr..12.1011B. doi : 10.1364/OPEX.12.001011 . PMID  19474916. S2CID  22914616[3][4] ^{[永久リンク切れ]}
5. M. Peccianti; A. De Rossi; G. Assanto; A. De Luca; C. Umeton & IC Khoo (2000). 「平面ネマティック液晶セルにおける電気的自己閉じ込めと導波」. Appl. Phys. Lett . 77 (1): 7– 9. Bibcode :2000ApPhL..77....7P. doi :10.1063/1.126859.
6. A. Piccardi, A. Alberucci & G. Assanto (2010). 「ゲストホスト媒質中の自己回転自己閉じ込め光ビーム」. Phys. Rev. Lett . 104 (21) 213904. Bibcode :2010PhRvL.104u3904P. doi :10.1103/PhysRevLett.104.213904. PMID  20867102.
7. A. Snyder; D. Mitchell (1997). 「アクセス可能なソリトン」. Science . 276 (5318): 1538– 1541. doi :10.1126/science.276.5318.1538.[5]
8. C. Conti, M. Peccianti & G. Assanto (2003). 「非局所性への道筋とアクセス可能なソリトンの観測」. Phys. Rev. Lett . 91 (7) 073901. arXiv : physics/0308024 . Bibcode :2003PhRvL..91g3901C. doi :10.1103/PhysRevLett.91.073901. PMID  12935018. S2CID  13532247
9. C. Conti, M. Peccianti & G. Assanto (2004). 「高度に非局所的な媒質における光空間ソリトンの観測」. Phys. Rev. Lett . 92 (11) 113902. arXiv : physics/0403032 . Bibcode :2004PhRvL..92k3902C. doi :10.1103/PhysRevLett.92.113902. PMID  15089136. S2CID  30524614.
10. M. Peccianti & G. Assanto (2001). 「バルクネマティック液晶における空間ソリトンのステアリングによる信号再アドレス指定」. Opt. Lett . 26 (21): 1690– 1692. Bibcode :2001OptL...26.1690P. doi :10.1364/ol.26.001690. PMID  18049701.[6]
11. M. Peccianti; C. Conti; G. Assanto; A. De Luca; C. Umeton (2004). 「液晶における高度に異方的な空間ソリトンのルーティングと変調不安定性」Nature 432 (7018): 733– 737.書誌コード:2004Natur.432..733P. doi :10.1038/nature03101 . PMID  15592407. S2CID  4424339
12. M. Peccianti; A. Dyadyusha; M. Kaczmarek; G. Assanto (2006). 「自己閉じ込め光ビームの可変屈折・反射」Nat. Phys . 2 (11): 737– 742. Bibcode :2006NatPh...2..737P. doi : 10.1038/nphys427 .
13. F. レデラー; GI ステゲマン; DN クリストドゥリデス。 G.アサント; M.セゲブ; Y. シルバーバーグ (2008)。 「光学における離散ソリトン」。物理学。代表​463 ( 1–3 ): 1–126。Bibcode :2008PhR...463....1L。土井：10.1016/j.physrep.2008.04.004。[7]
14. A. Fratalocchi; G. Assanto; KA Brzdąkiewicz; MA Karpierz (2004). 「ネマティック液晶における離散伝播と空間ソリトン」. Opt. Lett . 29 (13): 1530–1532 . Bibcode :2004OptL...29.1530F. doi :10.1364/ol.29.001530. PMID  15259736. S2CID  31424691
15. G. Assanto, A. Fratalocchi & M. Peccianti (2007). 「ネマティック液晶における空間ソリトン：バルクから離散へ」. Opt. Express . 15 (8): 5248– 5259. Bibcode :2007OExpr..15.5248A. doi : 10.1364/oe.15.005248 . PMID  19532777.[8]

外部リンク

• 液晶中の空間光ソリトン 2007年8月14日アーカイブ、ウェイバックマシン、簡単な紹介（ゲント大学）。