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液晶光バルブにおける局所構造のダイナミクス

Research Project

Project/Area Number 19031026
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

長屋 智之  Oita University, 工学部, 教授 (00228058)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 奈良 重俊  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (60231495)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywordsパターン形成 / 液晶 / 非線形動力学 / 画像処理
Research Abstract

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。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2009 2008 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Dynamics of the Petal-Like Pattern in a Liquid Crystal Light Valve with Rotational Ontical Feedback2009

    • Author(s)
      Tomoyuki Nagaya, Shigetoshi Nara, and Srefania Residori
    • Journal Title

      Molecular Crystals and Liquid Crystals (未定)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonlinear Dynamics of the Petal-Like Patterns in a Liquid Crystal Light Valve with Rotational Optical Feedback2008

    • Author(s)
      T. nagaya, T. Yamamoto, T. Asahara, S. Nara and S. Residori
    • Journal Title

      J. Opt. Soc. Am. B 25

      Pages: 74-82

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Dynamics of the petal-like structure in a liquid crystal light valve with rotational optical feedback2008

    • Author(s)
      長屋智之, 奈良重俊, Stefania RESIDORI
    • Organizer
      International Liquid Crystal Conference 2008
    • Place of Presentation
      韓国済州島
    • Year and Date
      2008-07-03
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Nonlinear dynamics of the petal-like structure in a liquid crystal light valve with rotational optical feedback2008

    • Author(s)
      長屋智之, 奈良重俊, Stefania RESIDORI
    • Organizer
      International Symposium on Non-Equilibium Soft Matter
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-06-04
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 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V2008

    • Author(s)
      長屋智之, 奈良重俊, Stefania RESIDORI
    • Organizer
      科研費特定領域「ソフトマター物理」A03班会議
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-05-17
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶光バルブにおける非線形パターンダイナミクスII2008

    • Author(s)
      長屋智之, 奈良重俊, Stefania RESIDORI
    • Organizer
      科研費特定領域「ソフトマター物理」A03班会議
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-05-17
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶光バルブにおける花弁状パターンのダイナミクスII2008

    • Author(s)
      長屋智之, 奈良重俊, Stefania RESIDORI
    • Organizer
      科研費特定領域「ソフトマター物理」第2回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 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V2008

    • Author(s)
      長屋智之, 奈良重俊, Stefania RESIDORI
    • Organizer
      日本物理学会2008年年会
    • Place of Presentation
      東大阪
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶光バルブにおける自己組織化パターンのダイナミクス2007

    • Author(s)
      長屋智之
    • Organizer
      日本液晶学会 フォーラム合同講濱会
    • Place of Presentation
      別府
    • Year and Date
      2007-05-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 液晶光バルブにおける花弁状パターンのダイナミクス2007

    • Author(s)
      長屋智之, 奈良重俊, Stefania RESIDORI
    • Organizer
      科研費特定領域「ソフトマター物理」第2回領域研究会
    • Place of Presentation
      米沢
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 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TV2007

    • Author(s)
      長屋智之, 奈良重俊, Stefania RESIDORI
    • Organizer
      日本物理学会2007年年会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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