Propriétés optiques des cristaux liquides

Les cristaux liquides se retrouvent dans de nombreuses applications pratiques. L'utilisation la plus courante est dans les écrans de télévision et d'ordinateur, mais ils sont aussi utilisés dans les indicateurs de batterie et les casques. Le terme "cristal liquide" désigne l'état de la matière qui se situe entre l'état solide et l'état liquide. Les cristaux liquides partagent certaines propriétés physiques avec les fluides, mais certaines propriétés d'orientation avec les solides. Les molécules dans les cristaux liquides contiennent un niveau d'organisation plus élevé que les liquides, mais inférieur aux solides.

Biréfringence

La biréfringence est détectée par une lumière polarisée traversant le matériau. Elle désigne la variété de couleurs que les cristaux liquides montrent souvent. La qualité anisotrope des cristaux liquides leur permet d'avoir de la biréfringence. Cela signifie qu'ils révèlent une double réfraction, c'est-à-dire l'angle et la vitesse avec lesquels la lumière traverse le matériau. La biréfringence fait subir à la lumière polarisée traversant le matériau un changement de polarisation. La biréfringence variable explique en partie les zones claires et sombres dans un échantillon cristallin liquide.

Fluorescence

Les cristaux liquides démontrent généralement de la fluorescence dans les échantillons. En d'autres termes, ils brillent sous une lumière UV à ondes courtes ou longues. Dans certains types de cristaux liquides, la fluorescence peut être activée et désactivée par l'application de certains stimuli.

Textures

Lorsqu'une source de lumière polarisée traverse un cristal liquide, elle révèle différentes textures dans le matériau. La texture révèle différents domaines ordonnés à l'intérieur du matériau. Chaque domaine correspond à une manière différente dont les molécules de cristal liquide sont orientées. Les molécules doivent être très bien ordonnées à l'intérieur d'un domaine, mais entre les domaines, l'ordre varie.

Appareils pour les propriétés optiques

Pour observer la fluorescence, on utilise des lampes UV. Sous la lumière UV, la lueur généralement bleue ou violette est révélée. La microscopie optique polarisée (POM) permet aux chercheurs de détecter et d'analyser les propriétés optiques des cristaux liquides à travers un matériau. La POM révèle les images texturées, et si le matériau est cristallin liquide, les images montrent aussi la biréfringence. Lorsque la lumière traverse une région isotrope, elle reste polarisée et apparaît comme une zone sombre au microscope. Les zones colorées représentent les régions anisotropes, où les rayons perpendiculaires révèlent la biréfringence.