Photoaligned liquid-crystal lens with a single low-voltage electrode

The simple design of liquid-crystal lenses with single electrode and operation voltage below 5 V is highly desired. We offer a new type of photoaligned liquid-crystal lens, where the refractive gradient is created by voltage application due to the patterned twist angle gradient. In this paper, we present our calculations and experimental data

New dyes for guest-host mode

New guest-host dyes of red and purple colour suitable for fabrication of ultrathin film polarizer from polymerizable liquid crystals are developed. When the absorption spectrum of dye matches the photopic curve, samples with total film thickness below 50 μm show good visual contrast

Изучение зависимостей углов подвеса градиентных фоточувствительных полимерных материалов от дозы экспонирования

The optimum composition of material and its treatment conditions for tilt angle gradient formation required for creation of liquid crystal (LC) lens is determined. The distinctive feature of the material is the two-step process of alignment layer surface for variable tilt angle: standard rubbing step that defines the azimuthal direction of LC alignment, and the exposure step that forms pretilt angle profile of the alignment layer. The subject is a copolymer, characterized by the percentage of its components. We used antiparallel LC cells to determine optimum сopolymer composition. The cells have alignment layers from polymer under investigation rubbed and exposed to different doses. It is established that before exposure materials have the property of vertical LC alignment, and after exposure planar LC alignment. Material without defects of both planar and vertical alignment suitable for LC lens application - VA-30 comprises 10% photosensitive styrene-based monomer; 30% methacrylate monomer, causing vertical LC alignment and 60% methacrylate monomer, causing planar LC alignment.Предметом исследования является тройной сополимер, отличающийся процентным содержанием его компонентов. Для определения оптимального состава сополимера изготовлены антипараллельные ЖК-ячейки с ориентирующими слоями, которые подвергались стандартной процедуре натирания и облучались при разных дозах. Установлено, что до облучения материалы вертикально ориентируют жидкий кристалл, а после облучения - планарно. Материал ВО-30, состоящий из светочувствительного блока 10%, полученного на основе стирола, метакрилатного мономера, вызывающего вертикальную ориентацию ЖК 30%, и метакрилатного мономера, вызывающего планарную ориентацию ЖК 60%, обладает бездефектной планарной и вертикальной ориентацией и может быть применим для создания ЖК-линзы

Bathymetric Study of the Svityaz’ Lake: the Past, the Present and Prospects

У статті наведено результати хронологічного аналізу матеріалів батиметричних досліджень оз. Світязь, проаналізовано їх особливості та науково-методичну достеменність. Аргументовано доцільність проведення батиметричних досліджень на сучасному технічному рівні. Обґрунтовано методичну та матеріальну бази для їх проведення. Наведено окремі результати досліджень, можливість їх використання в суміжних галузях науки й окреслено перспективи подальших робіт. Наведено цифрові 2D- та 3D карти рельєфу дна оз. Світязь і сертифіковану і впроваджену у Шацькому національному природному парку карту глибин оз. Світязь. Доведено часову стабільність батиметричних даних озера й підтверджено незмінність максимальної глибини та берегових обрисів акваторії. Відзначені особливості двочастотної ехолокації дна озера, яка дає змогу опрацювати методику побудови карти донних осадів, що може мати практичне значення для уточнення промислових відкладів сапропелю в озерах Волині. In the paper is presented the results of chronological analysis of bathymetric study of the Svityaz’ Lake and the analysis of their characteristics and metho¬dological reliability. A reasonability of such study, on high end technical level, was argued and methodological and resource bases for these studies are substantiated. The results of some studies and the prospects of works are outlined as well as the opportunity of their usage in related fields. A digital 2D- and 3D, which represent a base relief of the Svityaz Lake are presented as well as depth map of Svityaz’ Lake, which is certified and introduced in the Shatsk National Natural Park. A temporary stability of bathymetric data of the lake is proved, and the invariance of a maximal depth and lakeside contours of water area are confirmed. Features of two-frequency echolocation of the lake bottom, which allows us to elaborate a methodology for map of bottom sediments creation, are marked. That, in turn, may have a practical importance for specifying of industrial deposits of sapropel in lakes of Volyn’ region.Роботу виконано на базі ФМІ ім. Г. В. Карпенка НАН України та ШНП

Geographic Information System Structure for Nature Reserved Area Ecological Monitoring

Розглянуто розроблену та впроваджену в Шацькому національному природному парку геоінформаційну систему. Показано, що наявний у системі інструментарій дає змогу розв’язувати якісно нові задачі, поєднуючи різнотипні дані про стан та динаміку територіальних природних об’єктів. Наведено приклади розв’язання практичних господарських та природоохоронних завдань, зокрема виявлення об’єктів, що є потенційними джерелами екологічних загроз. The geoinformation system developed and introduced in Shatsky national natural park is considered. It is shown, that the existent system toolkit allows solving qualitatively new problems, uniting polytypic data about a condition and dynamics of territorial natural objects. Examples of the decision of practical economic and nature protection tasks, in particular the identification of objects which are sources of potential ecological threats are resulted.Роботу виконано у Фізико-механічному інституті ім. Г. В. Карпенка НАН Україн

Mass production of patterned polymerizable liquid crystal devices by roll-to-roll technology

Roll-to-Roll fabrication of patterned liquid crystal films and film-based devices is one of the most promising and anticipated LCD technology of today. The constraint of mass production is the suitable alignment process. The problem of high anchoring patterned liquid crystal alignment on plastic substrates has been challenged for over a decade. We solved it. The possibility of R2R fabrication of retarders with custom azimuthal angle, patterned retarders and vortex retarders is demonstrated

НОВЫЕ СОЛЬВАТОХРОМНЫЕ КРАСИТЕЛИ РЯДА ДИБЕНЗОТИОФЕН-5,5-ДИОНА

Synthesis and solvatochromic properties of new dyes, derivatives of dibenzothiophene-5,5-dione with intramolecular charge transfer, substituted in positions 1,3,4,7, has been described. Their absorption and emission spectra depending on solvents polarity have been investigated. Compounds synthesized showed a pronounced positive solvatochromic effect. High spectral sensitivity of 1-hydroxy-5,5-dioxo-5H-dibenzo[b,d]thiophene-3,7-dicarboxylic acid dibutyl ester to changes in solvent polarity can be used, for example, to determine the water content in the aprotic solvents with low (<40 kcal / mol) ET(30)values.Описан синтез и сольватохромные свойства новых красителей ряда производных дибензотиофен-5,5-диона, замещенных в положениях 1,3,4,7 с внутримолекулярным переносом заряда. Исследованы их спектры поглощения и испускания в зависимости от значения полярности растворителей. Изучение зависимости спектральных свойстврастворов 1-гидрокси-, 1-амино-, 1-метокси-4-аминопроизводных эфиров 5,5-диоксодибензотиофен-3,7-дикарбоновой кислоты показало у этих соединений существенное различие распределения зарядов в основном и возбужденном состояниях. Синтезированные соединения проявляли ярко выраженный положительный сольватохромный эффект. Высокая спектральная чувствительность 1-гидрокси-5,5-диоксо-5H-дибензо[b,d]тиофен-3,7-дикарбоновой кислоты дибутилового эфира к изменению полярности растворителя может быть использована, например, для определения содержания воды в апротонных растворителях с невысокими (< 40 ккал/моль) значениями ET(30)

Gradient pretilt angle alignment materials with different photosensitivity for tunable polarization-independent self-aligned LC lens

Alignment materials with different photosensitivity thresholds, capable of changing the pretilt angles from 90° to 0° under UV-B exposure have been developed. Inhomogeneous exposure of alignment layers allows formation of refractive index gradient inside the LC cell. The concept of polarization-independent self-aligned LC lens uniform cell gap and low-voltage driving is presented

ГРАДИЕНТНЫЕ ОРИЕНТИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ С РАЗНЫМ ПОРОГОМ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ ПОЛЯРИЗАЦИОННО-НЕЗАВИСИМЫХ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИНЗ

The development of electrically tunable liquid crystal (LC) lenses is perspective and promising for a wide range of applications, for example, for imaging system, pico projectors, optical zoom systems, ophthalmology applications and other. Of particular note is the development of polarization-independent LC lenses, as eliminates polarizers from application devices that reduce the efficiency of light transmission through optical systems. Alignment benzaldehyde photosensitive materials, capable of changing the pretilt angles of nematic LC from 90 to 0 ºС in a controlled manner under UV exposure are developed. The anisotropy of the benzaldehyde alignment layers is generated by a two-stage treatment consisting of uniform rubbing with a cloth and subsequent non-polarized UV exposure. Inhomogeneous UV exposure of uniformly rubbed alignment layers allows formation of refractive index gradient inside the LC cell. The concept of tunable polarization-independent self-aligned LC lens based on gradient pretilt angle alignment materials with different photosensitivity is demonstrated. Self-alignment of two polarization-dependent sub-lens is achieved due to a single UV exposure act of two alignment layers, which are located on the same piece of glass on both sides, forming one common optical axis for a polarization-independent LC lens. The independence of the polarization of LC lenses is achieved by setting the azimuthal rubbing direction of the alignment layers of two polarizationdependent LC lenses perpendicular to each other. The sub-lens cells have uniform cell gap and are independently controlled using low-voltage driving. Devices based on gradient benzaldehyde alignment materials can be used in many modern optical and photonic devices.Разработка управляемых жидкокристаллических (ЖК) линз является перспективной и многообещающей для большого числа применений, например, для систем визуализации, пико- проекторов, систем оптического зума, офтальмологии, и др. Особого внимания заслуживает разработка поляризационно-независимых ЖК линз, так как позволяет исключить из прикладных устройств поляризаторы, которые снижают эффективность прохождения света сквозь оптические системы. Разработаны ориентирующие бензальдегидные фоточувствительные материалы, способные изменять углы преднаклона нематических жидких кристаллов от 90 до 0 º контролируемым образом под действием ультрафиолетового (УФ) экспонирующего излучения. Генерация анизотропии бензальдегидных ориентирующих слоев осуществлялась путем двухстадийной обработки, состоящей из однородного натирания тканью и последующего неполяризационного УФ экспонирования. Неоднородное УФ облучение однородно натертых тканью ориентирующих слоев позволяет сформировать градиент показателя преломления внутри ЖК ячейки. Продемонстрирован принцип изготовления управляемых поляризационно-независимых самосовмещенных ЖК линз на основе градиентных ориентирующих материалов с различным порогом фоточувствительности. Самосовмещение двух поляризационно-зависимых суб-линз обеспечивается благодаря простому единичному акту УФ экспонирования двух ориентирующих слоев, которые располагались по обе стороны одной стеклянной подложки, формируя общую оптическую ось поляризационно-независимых ЖК линз. Независимость от поляризации ЖК линз достигалась путем задания азимутального направления натирания ориентирующих слоев двух поляризационно-зависимых ЖК линз перпендикулярными друг другу. Ячейки суб-линз характеризовались однородным зазором, а их управление осуществлялось независимым образом с использованием низких управляющих напряжений. Устройства, изготавливаемые на основе градиентных бензальдегидных ориентирующих материалов, могут быть использованы в различных современных оптических и фотонных устройствах

Gradient alignment materials with different photosensitivity for tunable polarization-independent liquid crystal lens

Разработка управляемых жидкокристаллических (ЖК) линз является перспективной и многообещающей для большого числа применений, например, для систем визуализации, пико- проекторов, систем оптического зума, офтальмологии, и др. Особого внимания заслуживает разработка поляризационно-независимых ЖК линз, так как позволяет исключить из прикладных устройств поляризаторы, которые снижают эффективность прохождения света сквозь оптические системы. Разработаны ориентирующие бензальдегидные фоточувствительные материалы, способные изменять углы преднаклона нематических жидких кристаллов от 90 до 0 є контролируемым образом под действием ультрафиолетового (УФ) экспонирующего излучения. Генерация анизотропии бензальдегидных ориентирующих слоев осуществлялась путем двухстадийной обработки, состоящей из однородного натирания тканью и последующего неполяризационного УФ экспонирования. Неоднородное УФ облучение однородно натертых тканью ориентирующих слоев позволяет сформировать градиент показателя преломления внутри ЖК ячейки. Продемонстрирован принцип изготовления управляемых поляризационно-независимых самосовмещенных ЖК линз на основе градиентных ориентирующих материалов с различным порогом фоточувствительности. Самосовмещение двух поляризационно-зависимых суб-линз обеспечивается благодаря простому единичному акту УФ экспонирования двух ориентирующих слоев, которые располагались по обе стороны одной стеклянной подложки, формируя общую оптическую ось поляризационно-независимых ЖК линз. Независимость от поляризации ЖК линз достигалась путем задания азимутального направления натирания ориентирующих слоев двух поляризационно-зависимых ЖК линз перпендикулярными друг другу. Ячейки суб-линз характеризовались однородным зазором, а их управление осуществлялось независимым образом с использованием низких управляющих напряжений. Устройства, изготавливаемые на основе градиентных бензальдегидных ориентирующих материалов, могут быть использованы в различных современных оптических и фотонных устройствах