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Propriétés optiques linéaires

Les cristaux liquides nématiques sont des milieux anisotropes, uniaxes. On distingue les directions selon le directeur et dans une direction perpendiculaire à celui-ci. Il existe alors deux valeurs d’indices de réfraction : indice ordinaire et extraordinaire. L’anisotropie n’est pas uniquement optique, mais il existe aussi deux valeurs pour l’absorption linéaire et la conductivité thermique.

Les cristaux liquides présentent une biréfringence particulièrement élevée, par exemple pour le 5CB elle est de l’ordre de 0.2 à température ambiante pour la longueur d’onde 532 nm. Aussi les cristaux liquides nématiques sont connus par leur grande capacité à diffusion. Cette diffusion est liée aux fluctuations du directeur autour de sa position d’équilibre.  

Propriétés optiques non-linéaires

Les cristaux liquides présentent également des propriétés optiques non-linéaires de type électronique, mais aussi orientationnelle ou thermique.

Les différents types de non-linéarité

Mécanisme physique	Temps de relaxation	Non-linéarité χ^3
Réorientation moléculaire	~ps
Hyper polarisabilité électronique	<ps	Donnée 2C
Réorientation en phase nématique	~ms ou s	Donnée 3C
Réorientation en phase isotrope	≤ 10^2 ns	Donnée 3C
Effet de densité	≤ 10^2 ns	Donnée 3C
Effets thermiques en phase nématique	≥ 10^2µs
Effets thermiques en phase isotrope	≤ 10^2µs	≤ 10-17 µs