Photonics RussiaPhotonics RussiaФотоника1993-72962686-844XTechnosphera JSC69009510.22184/1993-7296.FRos.2025.19.5.378.388Optical Devices & SystemsОптические устройства и системыResearch Articleπ-Cell Based Liquid Crystal Modulator for THz MeasurementsЖидкокристаллический модулятор на базе π-ячейки для ТГц-измеренийhttps://orcid.org/0000-0002-6283-6335SimonenkoGeorgy V.СимоненкоГеоргий Валентинович
Russian Federation

Dr. of Sc. (Phys. & Math.), Professor at the Department of Optics and Biophotonics

д. ф.-м. н., проф. кафедры оптики и биофотоники

simonenkogv@sgu.ruChernyshevsky Saratov National Research State UniversityСаратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского060920251953783890409202504092025Copyright ©; 2025, Simonenko G.V.Copyright ©; 2025, Симоненко Г.В.2025Simonenko G.V.Симоненко Г.В.https://journals.eco-vector.com/1993-7296/article/view/690095

This article presents the development of a computer model for calculating the optical specifications of a liquid crystal modulator. It allows considering multipath interference in the device with acceptable approximations and does not require any significant computational costs. The performance analysis of a THz radiation modulator based on a multicellular liquid crystal structure is performed.

Представлена разработка компьютерной модели расчета оптических характеристик жидкокристаллического модулятора (ЖК), которая позволяет при допустимых приближениях учитывать многолучевую интерференцию в устройстве и не требует больших вычислительных затрат. Выполнен анализ характеристик модулятора ТГц-излучения на базе многоячеистой ЖК-структуры.

THz radiation modulatorliquid crystal structureмодулятор ТГц-излученияжидкокристаллическая структураUshakov A. A., Chizhov P. A., Bukin V. V., Garnov S. V. Generation of terahertz radiation in the plasma of optical gas breakdown. Phys. Usp. 2024; 67, 157–170. DOI: 10.3367/UFNe.2023.10.039579 (in Russ.)Ушаков А. А., Чижов П. А., Букин В. В., Гарнов С. В. Генерация терагерцового излучения в плазме оптического пробоя газов. УФН. 2024; 194 (2), 169–183. DOI: 10.3367/UFNe.2023.10.039579Zaytsev K. I., Dolganova I. N., Chernomyrdin N. V., Komandin G. A., Lavrukhin D. V., Reshetov I. V., Kurlov V. N., Ponomarev D. S., Tuchin V. V., Spektor I. E., Karasik V. E. Application of Therahertz Technologies in Biophotonics. Part 1: Methods of Terahertz Spectroscopy and Imaging of Tissues. Photonics Russia. 2019; 13(7), 680–687. DOI: 10.22184/1992-7296.FRos.2019.13.7.680.687 (in Russ.)Зайцев К. И., Долганова Н. И., Черномырдин Н. В., Командин Г. А., Лаврухин Д. В., Решетов И. В., Курлов В. Н., Пономарев Д. С., Тучин В. В., Спектор И. Е., Карасик В. Е. Применение терагерцовых технологий в бифотонике. Часть 1: методы терагерцовой спектроскопии и визуализации тканей. Фотоника. 2019; 13(7), 680–687. DOI: 10.22184/1992-7296.FRos.2019.13.7.680.687Belyaev V. V. Liquid crystal devices for modulation of terahertz radiation. Microwave electronics. Elektronika SVCh. 2020; 5, 96–98. DOI: 10.22184/1992-4178.2020.196.5.96.98 (in Russ.)Беляев В. В. Жидкокристаллические устройства для модуляции терагерцового излучения. СВЧ – электроника. 2020; 5, 96–98. DOI: 10.22184/1992-4178.2020.196.5.96.98Simonenko G. V., Mulamakhavsh А. F. А. Modulation of terahertz radiation using liquid crystal π-cells. Applied Physics. 2024; 3, 13–19. DOI: 10.51368/1996-0948-2024-3-13-19 (in Russ.)Симоненко Г. В., Муламахавш А. Ф. А. Модуляция терагерцового излучения с помощью жидкокристаллических π- ячеек. Прикладная физика. 2024; 3, 13–19. DOI: 10.51368/1996-0948-2024-3-13-19Simonenko G. V. Computer simulation of characteristics of high-speed classical modulators based on liquid crystals. – Saratov: Saratov University, 2018, 134 p. (in Russ.)Симоненко Г. В. Компьютерное моделирование характеристик быстродействующих классических модуляторов на основе жидких кристаллов. – Саратов: Изд-во Саратовского ун-та. 2018. 136 с.Yakovlev D. A., Chigrinov V. G., Kwok H.-S. Modeling and optimization of LCD optical performance. – 2015 John Wiley & Sons, Ltd. 554p.Minko A. A., Timofeev S. N. Methods for calculating optical parameters of inhomogeneous systems based on liquid crystals. Bulletin of BSU, Ser. 1. 2012; 3, 16–21. (in Russ.)Минько А. А., Тимофеев С. Н. Методы расчета оптических параметров неоднородных систем на базе жидких кристаллов. Вестник БГУ, Сер. 1. 2012; 3, 16–21.Semenova O. R. Matrix optics. – Perm: 2022. 224 p. http://www.psu.ru/files/docs/science/books/uchebnieposobiya/Semenova-Matrichnaya-Optika.pdfСеменова О. Р. Матричная оптика. – Пермь: 2022. 224 с. http://www.psu.ru/files/docs/science/books/uchebnieposobiya/Semenova-Matrichnaya-Optika.pdf.Simonenko G. V. Parametrization of total operation time dependence of liquid crystal modulator on control voltage. Liq. Cryst. and their Appl. 2022, 22 (1), 47–55. DOI: 10.18083/LCAppl.2022.1.47 (in Russ.).Симоненко Г. В. Параметризация зависимости полного времени срабатывания жидкокристаллического модулятора от управляющего напряжения. Жидк. крист. и их практич. использ. 2022; 22 (1): 35–43. DOI: 10.18083/LCAppl.2022.1.47Sevostianov V. P., Simonenko G. V., Brezhnev V. A., Studentsov S. A., Yakovlev D. A. Experimental and theoretical study of optical characteristics of LC shutter on π-cells. Photonics and Optoelectronics. 1997; 4 (4), 139–146.Blinov L. M. Electro- and magneto-optics of liquid crystals. – Moscow: Nauka. 1978. 384 p. (in Russ.)Блинов Л. М. Электро- и магнитооптика жидких криcтaллoв. – М.: Наука. 1978. 384с.Azzam R. M.A., Bashara N. M. Ellipsometry and polarized light. – North Holland Publishing Company, 1977.Chigrinov V. G., Simonenko G. V., Yakovlev D. A., Podjachev Yu. B. The optimization of LCD electrooptical behavior using MOUSE – LCD software. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2000; 351, 17–25. DOI: 10.1080/10587250008023248.Sevostyanov V. P., Aristov V. L., Mitrokhin M. V. Liquid crystal displays: electro-optics, control, design and technology. – Minsk: Microvideosystems. 1998. 508 p. (in Russ.)Севостьянов В. П., Аристов В. Л., Митрохин М. В. Жидкокристаллические дисплеи: электрооптика, управление, конструкция и технология. – Минск: Микровидеосистемы. 1998. 508с.