Привет. Заказ 17055. Доклад по предмету На тему Выращивание кристалла соли
 Скачать 174 Kb.
|
|
2. Применение кристаллов в современном мире Жидкий кристалл - это особое состояние вещества, промежуточное между жидким и твердым состояниями. В жидкости молекулы могут свободно вращаться и перемещаться в любых направлениях. В жидком кристалле имеется некоторая степень геометрической упорядоченности в расположении молекул, но допускается и некоторая свобода перемещения. Консистенция жидких кристаллов может быть разной - от легкотекучей жидкой до пастообразной. Жидкие кристаллы имеют необычные оптические свойства, что используется в технике. Жидкие кристаллы образуются из молекул, имеющих разную геометрическую форму. таких, как цвет, прозрачность и др. На всем этом основаны многочисленные применения жидких кристаллов. Расположение молекул в жидких кристаллах изменяется под действием таких факторов, как температура, давление, электрические и магнитные поля; изменения же расположения молекул приводят к изменению оптических свойств, таких, как цвет, прозрачность и способность к вращению плоскости поляризации проходящего света. На всем этом основаны многочисленные применения жидких кристаллов. Например, зависимость цвета от температуры используется для медицинской диагностики. Нанося на тело пациента некоторые жидкокристаллические материалы, врач может легко выявлять затронутые болезнью ткани по изменению цвета в тех местах, где эти ткани выделяют повышенные количества тепла. Температурная зависимость цвета позволяет также контролировать качество изделий без их разрушения. Если металлическое изделие нагревать, то его внутренний дефект изменит распределение температуры на поверхности. Эти дефекты выявляются по изменению цвета нанесенного на поверхность жидкокристаллического материала. Тонкие пленки жидких кристаллов, заключенные между стеклами или листками пластмассы, нашли широкое применение в качестве индикаторных устройств. Жидкие кристаллы широко применяются в производстве наручных часов и небольших калькуляторов. Создаются плоские телевизоры с тонким жидкокристаллическим экраном. Самый твердый и самый редкий из природных минералов - алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Алмазная пила - это большой (до 2-х метров в диаметре) вращающийся стальной диск, на краях которого сделаны надрезы или зарубки. Мелкий порошок алмаза, смешанный с каким-нибудь клейким веществом, втирают в эти надрезы. Такой диск, вращаясь с большой скоростью, быстро распиливает любой камень. Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах. В граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами. Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. У всех этих камней есть и другие качества, более скромные, но полезные. Кроваво-красный рубин и лазарево-синий сапфир - это родные братья, это вообще один и тот же минерал - корунд, окись алюминия А12О3. Разница в цвете возникла из-за очень малых примесей в окиси алюминия: ничтожная добавка хрома превращает бесцветный корунд в кроваво-красный рубин, окись титана - в сапфир. Есть корунды и других цветов. Есть у них ещё совсем скромный, невзрачный брат: бурый, непрозрачный, мелкий корунд - наждак, которым чистят металл, из которого делают наждачную шкурку. Корунд со всеми его разновидностями - это один из самых твердых камней на Земле, самый твердый после алмаза. Корундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона. Новая жизнь рубина - это лазер или, как его называют в науке, оптический квантовый генератор (ОКГ), чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где используется рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия. Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др. Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов. Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность. Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон — все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это и есть горный хрусталь, т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов. Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это - пьезоэлектрический эффект в кристаллах. В наши дни в качестве пьезоэлектриков используют не только кварц, но и многие другие, в основном искусственно синтезированные вещества: синетову соль, титанат бария, дигидрофосфаты калия и аммония (КДР и АДР) и многие другие. Пьезоэлектрические кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука. Существуют и пьезоэлектрические методы измерения давления крови в кровеносных сосудах человека и давления соков в стеблях и стволах растений. Пьезоэлектропластинками измеряют, например, давление в стволе артиллерийского орудия при выстреле, давление в момент взрыва бомбы, мгновенные давления в цилиндрах двигателей при взрыве в них горячих газов. Эдектрооптическая промышленность - это промышленность кристаллов, не имеющих центра симметрии. Эта промышленность очень велика и разнообразна, на её заводах выращивают и обрабатывают сотни наименований кристаллов для применения в оптике, акустике, радиоэлектронике, в лазерной технике. В технике также нашел своѐ применение поликристаллический материал поляроид. Поляроид - это тонкая прозрачная пленка, сплошь заполненная крохотными прозрачными игольчатыми кристалликами вещества, двупреломляющего и поляризующего свет. Все кристаллики расположены параллельно друг другу, поэтому все они одинаково поляризуют свет, проходящий через пленку. Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках. Поляроиды гасят блики отраженного света, пропуская весь остальной свет. Они незаменимы для полярников, которым постоянно приходится смотреть на ослепительное отражение солнечных лучей от заледеневшего снежного поля. Поляроидные стекла помогут предотвратить столкновения встречных автомобилей, которые очень часто случаются из-за того, что огни встречной машины ослепляют шофера, и он не видит этой машины. Если же ветровые стекла автомобилей и стекла автомобильных фонарей сделать из поляроида, причем повернуть оба поляроида так, чтобы их оптические оси были смещены, то ветровое стекло не пропустит света фонарей встречного автомобиля, "погасит его". Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема или передачи. Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Полупроводники широко применяются также в преобразователях переменного тока в постоянный. Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧ - диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах. Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растет. Существует довольно много методов применения кристаллов в терапии. Самый простой - контактное врачевание. Вы прикладываете к больному месту камень или носите украшение из него. Такие украшения для лечебных целей можно применять в течение суток в зависимости от вашего заболевания. Все камни зеленого цвета успокаивают, избавляют от бессонницы. Изумруд способствует укреплению зрения и может вылечить кашель. Нефрит - полезен при заболеваниях почек. Его надо носить в течение года на пояснице. Малахит укрепляет иммунитет, помогает работе поджелудочной железы, почек и селезенки. Считается, что кулон из малахита в медной оправе излечивает ревматизм и радикулит. Очень хорошо работает малахит с серебром. Синие и фиолетовые камни Эти тона снимают воспаления, борются с инфекциями, полезны тем, кто проводит много времени за компьютером, при заболеваниях легких. Камни синего цвета снижают аппетит. Бирюза служит индикатором здоровья: если вы носите украшение из бирюзы и видите, что она потемнела, - это верный признак начинающейся болезни. Лазурит снимает боль, напряжение, если положить его на больное место. Он улучшает протекание беременности и препятствует выкидышам. Аметист помогает перебороть пристрастие к алкоголю. Для этого пьют воду, настоянную на аметисте, или кладут аметист на область солнечного сплетения. Аквамарин лечит болезни горла и зубов, слизистые оболочки рта, помогает при бронхите, лечит страхи. Его хорошо прикладывать к старым ранам. Желтые камни Этот цвет улучшает зрение, обмен веществ, пищеварение, кожные заболевания. Прозрачные разновидности янтаря используют для лечения ангин, головных болей, глазных и ушных недугов. Например, от головной боли можно избавиться очень просто: взять отшлифованную пластинку или вставку из янтаря и поглаживать кожу вокруг болевого участка против часовой стрелки. Через 10-15 минут боль пройдет. Для выведения негативной энергии янтарь надо положить на больное место. Янтарные бусы успокаивают боль, когда у маленьких детей прорезываются зубки. Цитрин хорошо помогает при запорах, стимулирует работу печени, способствует лечению диабета и склероза. Красные и оранжевые камни Оттенки алого помогут вам стать более смелыми и решительными. Рубин придает уверенность в себе, помогает справиться с душевной болью и возродить потерянный интерес к жизни, лечит анемию, поднимает иммунитет. Яшма используется мужчинами при воспалении предстательной железы, а женщинами - при бесплодии и гинекологических нарушениях. Этому же способствует и сердолик. Также он ускоряет заживление ран, избавляет от отеков и опухолей, улучшает состав крови, сон и аппетит. Гранат в золотой оправе лечит бронхиты, в серебряной - воспалительные заболевания. Желтый и коричневый цвета граната имеют целебный эффект при заболеваниях кожи, пищеварения, запорах и аллергиях. Красный гранат повышает сексуальность. Легковозбудимые люди должны избегать его. Черные и белые камни Черные подходят всем и имеют широкий спектр лечебного действия. Белые отвечают, за иммунитет и нервную систему. Беременным женщинам рекомендовано носить горный хрусталь для легких родов. Уже много лет люди используют кристаллы в своей повседневной жизни. В последнее время, когда изучены методы искусственного выращивания кристаллов, области их применения значительно расширились, и, возможно, будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам. 3. Перспективы применения кристаллов в будущем Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. В конце прошлого века стало ясно, что возможности электроники не безграничны, нельзя бесконечно наращивать производительность и сокращать энергоемкость полупроводниковой техники. Кажется, что бытовые и промышленные приборы и машины, работающие на микросхемах, день ото дня становятся все совершеннее, но потолок уже близко. Поэтому все большее число исследований нацелено на разработку альтернативных электронике областей (сверхпроводников, спинтроники и, особенно, фотоники). В основе световой техники лежат фотонные кристаллы (материалы, которые пропускают свет определенной длины волны). Подобно транзисторам, они выполняют функцию хранения и обработки сигнала, который может использоваться как в хранении данных, так и при построении обрабатывающих устройств в компьютерных вычислениях. Фотонный кристалл обеспечивает почти полное управление движением проходящего через него света. К примеру, в фотонных кристаллах тепловые потери значительно меньше, в то время как сложные кремнивые чипы необходимо постоянно охлаждать, потому что они выделяют слишком много тепла. Цель технологии фотонных кристаллов — создать универсальный материал для удовлетворения различных нужд микроэлектроники. В течение последних 10 лет ученые разных стран бьются над проблемой изготовления фотонных кристаллов высокого качества и с оптическими характеристиками. Однако, даже используя самые современные и дорогостоящие методы, к настоящему моменту удалось изготовить лишь кристаллы с толщиной меньше 10 ячеек. Необходима разработка новых методов получения трехмерных фотонных кристаллов, которые должны быть технологичными, эффективными и не должны иметь ограничений на линейные размеры. Для решения этой задачи Роснаука в 2007 г. объявила открытый конкурс на финансирование проекта по теме «Создание инвертированных фотонных кристаллов с управляемой корреляцией магнитных, оптических и транспортных свойств для устройств оптоэлектроники и фотоники нового поколения». Ученые Санкт-Петербургского государственного университета выиграли его и приступили к реализации проекта совместно с Институтом общей физики им. А.М. Прохорова РАН и Химическим факультетом МГУ им. М.В. Ломоносова. Почему именно «инвертированные» фотонные кристаллы? При помощи некоторых несложных, с химической точки зрения, манипуляций можно поменять главный параметр фотонных кристаллов – диэлектрический контраст между материалом матрицы и материалом, заполняющим пустоты. Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета создали методику получения пленок из подобных инвертированных фотонных кристаллов на основе различных материалов и научились определять их свойства. Применяемый ими химический метод оказался гораздо легче, чем технологии микроэлектроники, к тому же качество кристаллов при этом оказалось более высоким, а размер упорядоченных зон составлял до 40000 элементарных ячеек. Исследователи нашли материалы, которые позволяют создавать оптические аналоги полупроводниковых транзисторов из этих кристаллов, путем заполнения их люминисцентом. В результате кристаллы могут служить светоизлучающими элементами с высоким КПД. В итоге, такие фотонные кристаллы способны пропускать свет ограниченного спектрального диапазона, причем при определенных условиях они формируют узконаправленный луч света. На основе созданных фотонных кристаллов можно проектировать устройства для оптического компьютера, а также разрабатывать элементную базу отечественных компонентов оптических, оптоэлектронных и микроэлектронных устройств, таких, как высокоэффективные светодиоды, низкопороговые лазеры, оптические ячейки памяти, оптические сенсоры механических напряжений и т. д. Подобные устройства экономичнее и экологичнее электронных. Пористый кремний, полученный по методу восходящей сборки, может, под воздействием солнечной энергии, выделять водород из воды — таковы результаты работы группы исследователей из Пенсильвании, которые видят перспективы применения пористого кремния в батареях, биосенсорах, оптической электронике. Стандартным методом для изготовления пористого кремния является метод вычитания, подобный процессу создания скульптуры. «Кремний является важным материалом, потому что это полупроводник, — говорит Дунгхай Ванг, доцент кафедры машиностроения. Как правило, пористый кремний получают путем травления, в процессе которого много материала теряется». Группа Ванга использует метод химического накапливания материала, а не удаления его. Исследователи начинают работу с тетрахлорида кремния, очень недорогого источника кремния. После этого в процесс включается калий-натриевый сплав. «Связь между кремнием и хлором в тетрахлориде кремния очень сильна и требует сильного восстановителя, — поясняет Ванг. — Сплав калия с натрием является нужным реагентом». После того, как связи нарушены, хлор вступает в реакцию с натрием и калием. Образуется материал, состоящий из кристаллов соли, внедренных в кремний. Затем материал подвергают термообработке и промывают в воде для растворения соли, в результате чего образуются поры, размер которых варьируется от 5 до 15 нанометров. Исследователи сообщают о результатах работы в сегодняшнем, от 10 апреля, выпуске Nature Communications. Поскольку калий-натриевый сплав химически активен и реакция должна быть проведена без участия кислорода, исследователи использовали камеру, наполненную аргоном. «Я считаю, что процесс можно масштабировать до размера производства, — сообщает Ванг. — Уже существуют производства, использующие калий-натриевый сплав. Так что мы можем адаптировать свой подход, чтобы производить этот новый тип пористого кремния». Поскольку частицы кремния имеют много пор, они имеют большую площадь поверхности и выступают в качестве эффективного катализатора, когда солнечный свет светит на пористый кремний, погруженный в воду. Энергия солнечного света воздействует на электроны, что приводит к выделению водорода. Этот процесс возможен из-за большей, чем обычно, ширины запрещенной (энергетической) зоны материала, которая возникает из наноразмеров кремниевого кристаллического блока. Исследователи также рассматривают возможность использования пористого кремния в качестве анода в литий-ионном аккумуляторе. Многие оптические эффекты в жидких кристаллах, уже освоены техникой и используются в изделиях массового производства. Например, всем известны часы с индикатором на жидких кристаллах, но не все еще знают, что те же жидкие кристаллы используются для производства наручных часов, в которые встроен калькулятор. Тут уже даже трудно сказать, как назвать такое устройство, то ли часы, то ли компьютер. Но это уже освоенные промышленностью изделия, хотя всего десятилетия назад подобное казалось нереальным. Перспективы же будущих массовых и эффективных применений жидких кристаллов еще более удивительны. Поэтому стоит рассмотреть некоторые технические идеи применения жидких кристаллов, которые пока что не реализованы, но, возможно, в ближайшие несколько лет послужат основой создания устройств, которые станут для нас такими же привычными, какими, скажем, сейчас являются персональные компьютеры. Пространственно-временные модуляторы света Управляемые оптические транспаранты могут быть использованы не только как элементы проекционного устройства, но и выполнять значительное число функций, связанных с преобразованием, хранением и обработкой оптических сигналов. В связи с тенденциями развития методов передачи и обработки информации с использованием оптических каналов связи, позволяющих увеличить быстродействие устройств и объем передаваемой информации, управляемые оптические транспаранты на жидких кристаллах представляют значительный интерес и с этой точки зрения. В этом случае их еще принято называть пространственно-временными модуляторами света (ПВМС), или световыми клапанами. Перспективы применения ПВМС в устройствах обработки оптической информации определяются тем, насколько сегодняшние характеристики оптических транспарантов могут быть улучшены в сторону достижения максимальной чувствительности к управляющему излучению, повышения быстродействия и пространственного разрешения световых сигналов, а также диапазона длин волн излучения, в котором надежно работают эти устройства. Как уже отмечалось, одна из основных проблем – это проблема быстродействия жидкокристаллических элементов, однако уже достигнутые характеристики модуляторов света позволяют совершенно определенно утверждать, что они займут значительное место в системах обработки оптической информации. Прежде всего, отметим высокую чувствительность модуляторов света к управляющему световому потоку, которая характеризуется интенсивностью светового потока. Кроме того, достигнуто высокое пространственное разрешение сигнала – около 300 линий на 1 мм. Спектральный диапазон работы модуляторов, выполненных на различных полупроводниковых материалах, перекрывает длины волн от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного излучения. Очень важно, что в связи с применением в модуляторах фотополупроводников удается улучшить временные характеристики устройств по сравнению с быстродействием собственно жидких кристаллов. Так, модуляторы света за счет свойств фотополупроводника могут зарегистрировать оптический сигнал продолжительностью всего меньше 1 с. Разумеется, изменение оптических характеристик жидкого кристалла в точке регистрации сигнала происходит с запаздыванием, т.е. более медленно, в соответствии с временем изменения оптических характеристик жидкого кристалла при наложении на него (или снятии) электрического поля. Какие же, кроме уже обсуждавшихся функций, могут выполнять модуляторы света? При соответствующем подборе режима работы модулятора они могут выделять контур проектируемого на него изображения. Если контур перемещается, то можно визуализировать его движение. При этом существенно, что длина волны записывающего изображения излучения и считывающего излучения могут отличаться. Поэтому модуляторы света позволяют, например, визуализировать инфракрасное излучение, или с помощью видимого света модулировать пучки инфракрасного излучения, или создавать изображение в инфракрасном диапазоне длин волн. Оптический микрофон Только что было рассказано об управлении световыми потоками с помощью света. Однако в системах оптической обработки информации и связи возникает необходимость преобразовывать не только световые сигналы в световые, но и другие самые разнообразные воздействия в световые сигналы. Такими воздействиями могут быть давление, звук, температура, деформация и т. д. И вот для преобразования этих воздействий в оптический сигнал жидкокристаллические устройства оказываются опять-таки очень удобными и перспективными элементами оптических систем. Конечно, существует масса методов преобразовывать перечисленные воздействия в оптические сигналы, однако подавляющее большинство этих методов связано сначала с преобразованием воздействия в электрический сигнал, с помощью которого затем можно управлять световым потоком. Таким образом, методы эти двуступенчатые и, следовательно, не такие уж простые и экономичные в реализации. Преимущество применения в этих целях жидких кристаллов состоит в том, что с их помощью самые разнообразные воздействия можно непосредственно переводить в оптический сигнал, что устраняет промежуточное звено в цепи «воздействие – световой сигнал», а значит, вносит принципиальное упрощение в управление световым потоком. Другое достоинство жидкокристаллических элементов в том, что они легко совместимы с узлами волоконно-оптических устройств. Чтобы проиллюстрировать возможности с помощью жидких кристаллов управлять световыми сигналами, рассмотрим принцип работы «оптического микрофона» на жидких кристаллах – устройства, предложенного для непосредственного перевода акустического сигнала в оптический. Принципиальная схема устройства оптического микрофона очень проста. Его активный элемент представляет собой ориентированный слой нематика. Звуковые колебания создают периодические во времени деформации слоя, вызывающие также переориентации молекул и модуляцию поляризации (интенсивности) проходящего поляризованного светового потока. Исследования характеристик оптического микрофона на жидких кристаллах, выполненные в Акустическом институте АН России, показали, что по своим параметрам он не уступает существующим образцам и может быть использован в оптических линиях связи, позволяя осуществлять непосредственное преобразование звуковых сигналов в оптические. Управляемые оптические транспаранты Рассмотрим пример достижения научных исследований в процессе создания жидкокристаллических экранов, отображения информации, в частности жидкокристаллических экранов телевизоров. Известно, что массовое создание больших плоских экранов на жидких кристаллах сталкивается с трудностями не принципиального, а чисто технологического характера. Хотя принципиально возможность создания таких экранов продемонстрирована, однако, а связи со сложностью их производства при современной технологии их стоимость оказывается очень высокой. Поэтому возникла идея создания проекционных устройств на жидких кристаллах, в которых изображение, получено на жидкокристаллическом экране малого размера могло бы быть спроектировано в увеличенном виде на обычный экран, подобно тому, как это происходит в кинотеатре с кадрами кинопленки. Оказалось, что такие устройства могут быть реализованы на жидких кристаллах, если использовать сэндвичевые структуры, в которые наряду со слоем жидкого кристалла входит слой фотополупроводника. Причем запись изображения в жидком кристалле, осуществляемая с помощью фотополупроводника, производится лучом света. Принцип записи изображения очень прост. В отсутствие подсветки фотополупроводника его проводимость очень мала, поэтому практически вся разность потенциалов, поданная на электроды оптической ячейки, в которую еще дополнительно введен слой фотополупроводника, падает на этом слое фотополупроводника. При этом состояние жидкокристаллического слоя соответствует отсутствию напряжения на нем. При подсветке фотополупроводника его проводимость резко возрастает, так как свет создает в нем дополнительные носители тока (свободные электроны и дырки). В результате происходит перераспределение электрических напряжений в ячейке – теперь практически все напряжение падает на жидкокристаллическом слое, и состояние слоя, в частности, его оптические характеристики, изменяются соответственно величине поданного напряжения. Таким образом, изменяются оптические характеристики жидкокристаллического слоя в результате действия света. Ясно, что при этом в принципе может быть использован любой электрооптический эффект из описанных выше. Практически, конечно, выбор электрооптического эффекта в таком сэндвичевом устройстве, называемом электрооптическим транспарантом, определяется наряду с требуемыми оптическими характеристиками и чисто технологическими причинами. Жидкокристаллические фильтры Фильтры подобного типа и индикаторы на жидких кристаллах, найдут и уже находят широкое применение в кино-, фотоаппаратуре. В этих целях они привлекательны тем, что для управления ими требуется ничтожное количество энергии, а в ряде случаев позволяют исключить из аппаратуры детали, совершающие механические движения. А, как известно, механические системы часто оказываются наиболее громоздкими и ненадежными. Какие механические детали кино-, фотоаппаратуры имеются в виду? Это, прежде всего диафрагмы, фильтры – ослабители светового потока, наконец, прерыватели светового потока в киносъемочной камере, синхронизованные с перемещением фотопленки и обеспечивающие по кадровое ее экспонирование. Принципы устройства таких жидкокристаллических элементов ясны из предыдущего. В качестве прерывателей и фильтров-ослабителей естественно использовать жидкокристаллические ячейки, в которых под действием электрического сигнала изменяется пропускание света по всей их площади. Для диафрагм без механических частей системы ячеек в виде концентрических колец, которых могут под действием электрического сигнала изменять площадь пропускающего свет прозрачного окна. Следует также отметить, что слоистые структуры, содержащие жидкий кристалл и фотополупроводник, т. е. элементы типа управляемых оптических транспарантов, могут быть использованы не только в качестве индикаторов, например, экспозиции, но и для автоматической установки диафрагмы в кино-, фотоаппаратуре. При всей принципиальной простоте работы устройств на жидкокристаллических элементах их широкое внедрение в массовую продукцию и производство зависит от ряда технологических вопросов, связанных с обеспечением длительного срока работы жидкокристаллических элементов, их работы в широком температурном интервале, наконец, конкуренции с традиционными и устоявшимися техническими решениями и т. д. |