JP2738023B2 - 非線形光学素子 - Google Patents

非線形光学素子

Info

Publication number
JP2738023B2
JP2738023B2 JP14219389A JP14219389A JP2738023B2 JP 2738023 B2 JP2738023 B2 JP 2738023B2 JP 14219389 A JP14219389 A JP 14219389A JP 14219389 A JP14219389 A JP 14219389A JP 2738023 B2 JP2738023 B2 JP 2738023B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
nonlinear optical
optical element
present
ring structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14219389A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH039329A (ja
Inventor
徳英 杉山
裕 熊井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP14219389A priority Critical patent/JP2738023B2/ja
Publication of JPH039329A publication Critical patent/JPH039329A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2738023B2 publication Critical patent/JP2738023B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は含フッ素脂肪族環構造を有するポリマー中に
非線形光学効果を示す有機化合物成分が分散されてなる
非線形光学素子に関するものである。
[従来の技術] 非線形光学効果を示す物質はいくつか知られている
が、一般に、非線形光学効果を示すためには物質に当て
る光波のエネルギー密度が大きいことが必要である。光
波のエネルギー密度を上げるための一つの方法として導
波路型素子の作成が試みられている。LINbO3のような無
機結晶を非線形光学素子とする場合には、一般に、薄膜
化して導波路型の素子を作成することは困難であったり
高価なものとなる。また、有機結晶の場合には大きな非
線形光学効果を示し薄膜化は可能であるが、素子に適し
た良質の結晶を得ることは難しいし、酸化還元反応など
の環境変化の影響を受けやすい欠点があった。これらの
欠点を補うために、大きな非線形光学効果を示す化合物
を高分子中に分散させる方法が用いられる。この様な場
合、マトリックスとして用いられる高分子材料の耐熱
性、低吸水性、耐光劣化性が要求される。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、前述のような従来材料からなる非線形光学
素子に認められる欠点を解消し、簡便に且つ耐久性に優
れた非線形光学素子を新規に提供することを目的とする
ものである。
[課題を解決するための手段] 本発明者は、上記問題点の認識に基づいて、鋭意検討
を重ねた結果、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマー
が耐湿性、耐熱性、耐光劣化性に優れた非線形光学素子
を与える材料として極めて有利であることを新規に見い
だすに至った。
かくして本発明は、上記知見に基づいて完成されたも
のであり、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーを分
散媒体とすることを特徴とする非線形光学素子を新規に
提供するものである。
本発明における非線形光学素子は、非線形光学効果を
有する有機化合物を含フッ素脂肪族環構造を有するポリ
マー中に分散させた固溶体を構成要素とするものであ
り、必要に応じて、ポーリング処理により非線形光学有
機化合物を配向させることが可能である。また、該固溶
体を適当な基材と組み合わせて導波路型の非線形光学素
子を構成することも可能である。基材として用いられる
ものについては特に限定されないが、石英、ガラス等の
無機材料や、有機高分子材料などから選ばれる。もちろ
ん含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーも基材として
選択され得る。
本発明において、非線形光学素子の形態としては薄膜
状、層状、板状、ファイバー状等のものが作成可能であ
る。
本発明において、非線形光学効果を有する有機化合物
としては例えば2−メチル−4−ニトロアニリン、m−
ニトロアニリン、ウレア化合物、キノジメタン化合物等
が挙げられる。
本発明において、含フッ素脂肪族環構造を有するポリ
マーとしては、従来より公知ないし周知のものを含めて
広範囲にわたって例示され得る。而して、本発明に於い
ては、主鎖に上記特定の環構造を有する含フッ素ポリマ
ーが好適に採用される。
例えば一般式 一般式 一般式 のごとき環構造を有するものが挙げられる。これらの
内、次のごとき環構造を有するポリマーが代表的であ
る。但し、本発明の内容はこれらのみに限定されるもの
ではない。
これら重合体の製造法を示すと、次の2通りである。
但しこれら製造法に限定されるものではない。
1.環化重合によるもの 2.環状モノマーを使用するもの 上記では、パーフルオロ脂肪族環構造を有するポリマ
ーを例示したが、本発明に於いては、上記例示のフッ素
原子の一部が他の水素原子や有機基で置換されたもの、
あるいはメタセシス重合で得られる のごとき環構造を有するものも挙げられる。
而して、本発明における特定の環構造を有するポリマ
ーは、上記のごとき環化重合により円滑かつ有利に得ら
れるが、特に、分子内に重合性の異なる二つの重合性基
を有し且つこれらの二つの重合性基を連結する連結鎖の
直鎖部分の原子数が2〜7個であるモノマーを用いるこ
とにより、超高圧条件や大希釈条件を採用しなくても、
ゲル化の副生を抑えて円滑有利に環化重合を進行せしめ
得るものである。
上記のごとき環化重合に好適なモノマーとしては、ま
ず第一に、重合性の異なる炭素−炭素多重結合を二つ有
することが望ましい。通常は炭素−炭素二重結合が採用
される。例えば、左右対象構造でない二つの多重結合を
有する含フッ素単量体、ビニル基とアリル基、ビニルエ
ーテル基とビニル基、含フッ素多重結合と炭化水素多重
結合、パーフルオロ多重結合と部分フッ素化多重結合の
ごときが挙げられる。第二に、これら二つの炭素−炭素
多重結合を連結する連結鎖の直鎖部分の原子数が2〜7
であることが望ましい。連結鎖の直鎖部分の原子数が0
〜1の場合には環化重合が生起し難く、また8以上の場
合にも同様である。通常好ましくは、この原子数が2か
ら5の場合である。又、連結鎖は直鎖状に限られず、側
鎖構造あるいは環構造を有していてもよく、更に構成原
子は炭素原子に限られず、O,S,Nのごときヘテロ原子を
含んでいても良い。第三に、フッ素含有率が10重量%以
上のものが望ましい。フッ素含有率が余りに少ない場合
には、フッ素原子の有する特異性が発揮され難くなる。
当然の事であるが、パーフルオロ単量体が好適に採用さ
れる。
上記の特定の含フッ素単量体の具体例としては、 (但し、xは0〜3の整数) 等が例示され得る。
本発明に於いては、CF2=CFO−なるビニルエーテル基
を一つ有するものが重合反応性、環化重合性、ゲル化抑
制等の点で好ましく採用され、特に、パーフルオロ(ア
リルビニルエーテル)〔CF2=CFOCF2CF=CF2〕およびパ
ーフルオロ(ブテニルビニルエーテル)〔CF2=CFOCF2C
F2CF=CF2〕が好適な例として挙げられる。
上記のごとき単量体成分は単独で、または二種以上で
採用され得ると共に、さらにはこれらの成分の本質を損
なわない程度に他の共重合成分と併用して共重合しても
何ら差し仕えがないし、必要ならば何らかの方法でポリ
マーを架橋しても良い。
共重合せしめる他の単量体としては、ラジカル重合性
を有するモノマーであれば特に限定されずに含フッ素
系、炭化水素系その他が広範囲にわたって例示され得
る。当然の事であるが、これら他の単量体は一種単独で
前記特定の環構造を導入し得るモノマーとラジカル共重
合せしめても良く、あるいは適宜の2種類以上併用して
上記共重合反応を行わせても良い。本発明に於いては、
通常は他の単量体としてフルオロオレフィン、フルオロ
ビニルエーテルなどの含フッ素モノマーを選定すること
が望ましい。例えば、テトラフルオロエチレン、パーフ
ルオロ(メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(プロ
ルビニルエーテル)、あるいはカルボン酸基やスルホン
酸基のごとき官能基を含有するパーフルオロビニルエー
テルなどは好適な具体例であり、フッ化ビニリデン、フ
ッ化ビニル、クロロトリフルオロエチレンなども例示さ
れる。
共重合体組成としては、本発明で目的とする特定含フ
ッ素脂肪族環構造の特性を生かすために、環状構造の組
成が20%以上であることが好ましく、更に好ましくは40
%以上であることが望ましい。
本発明に於いて、含フッ素ポリマーの架橋方法として
は、通常行われている方法などを適宜用いることができ
る。例えば、架橋部位を持つ単量体を共重合させて架橋
せしめたり、架橋剤を添加して架橋せしめたり、あるい
は放射線などを用いて架橋せしめることができる。
本発明に於ける特定の環構造を有するポリマーは、フ
ッ素系溶剤などに可溶なため、溶液からのキャスト成形
などにより厚みの薄い保護膜を作成することも可能であ
る。また、熱可塑性樹脂として溶融温度が低く、溶融粘
度も比較的低いので、熱溶融も容易である。
用いられる溶媒としては、上記ポリマーを溶解するも
のであれば限定はないが、パーフルオロベンゼン、“ア
フルード”(商品名:旭硝子社製のフッ素系溶剤)、
“フロリナート”(商品名:3M社製のパーフルオロ(2
−ブチルテトラヒドロフラン)を含んだ液体)、トリク
ロロトリフルオロエタン等が好適である。当然の事なが
ら、適宜の2種類以上を併用して溶媒として用いること
ができる。特に混合溶媒の場合、炭化水素、アルコー
ル、その他の有機溶媒も併用できる。溶液濃度は0.01wt
%〜50wt%で、好ましくは0.1wt%〜20wt%である。
[作用] 本発明において、含フッ素脂肪族環構造を有するポリ
マーは、結晶性が小さいかまたは殆ど結晶性がないため
に、フッ素樹脂であるにもかかわらず高い透明性を示し
且つ高い光線透過率を示すものであり、非線形光学素子
の分散媒体として有用である。また含フッ素ポリマーで
あるが故に、通常の炭化水素系の樹脂より低屈折率で耐
湿性、耐候性、耐薬品性にも優れているものと考えられ
る。但し、かかる説明は本発明の理解の助けとするもの
であり、本発明を限定するものでないことは勿論であ
る。
[実施例] 次に、本発明の実施例について更に具体的に説明する
が、この説明が本発明を限定するものでないことは勿論
である。
合成例1 パーフルオロ(アリルビニルエーテル)の35g,トリク
ロロトリフルオロエタン(以下、R−113と略記する)
の5g,イオン交換水の150g,及び重合開始剤として(C3F7
COO)の35mgを、内容積200mlの耐圧ガラス製オートク
レーブに入れた。
系内を3回窒素で置換した後、26℃で23時間懸濁重合
を行った。その結果、重合体を28gを得た。
この重合体の赤外線吸収スペクトルを測定したとこ
ろ、モノマーに存在した二重結合に起因する1790cm-1,1
840cm-1付近の吸収はなかった。また、この重合体をパ
ーフルオロベンゼンに溶解し19FのNMRスペクトルを測定
したところ以下の繰り返し構造を示すスペクトルが得ら
れた。
この重合体の固有粘度[η]は、“フロリナート"FC
−75(商品名:3M社製のパーフルオロ(2−ブチルテト
ラヒドロフラン)を主成分とする液体、以下、FC−75と
略記する)、中30℃で0.53であった。重合体のガラス転
移点は69℃であり、室温ではタフで透明なガラス状の重
合体である。また10%熱分解温度は、462℃であり、屈
折率は1.34と低く、光線透過率は95%と高かった。
合成例2 1,1,2,4,4,5,5−ヘプタフルオロ3−オキサ−1,6−ヘ
プタジエンの20g及びR−113の40gを窒素置換した三ッ
口フラスコに入れ、重合開始剤として(C3F7COO)の2
0mgを加え、更に系内を窒素置換した後に、18℃で10時
間重合した。その結果、重合体を10g得た。この重合体
はR−113に溶解するポリマーであり、メタキシレンヘ
キサフロライド中30℃での固有粘度[η]は0.96であっ
た。19Fおよび1H NMRにより、主鎖に環構造を有する重
合体であることを確認した。
また、この重合体は無色透明であり、屈折率は1.36と
低く、光線透過率は93%と高かった。
合成例3 パーフルオロ(ブテニルビニルエーテル)の35g,R−1
13の5g,イオン交換水の150g,及び重合開始剤として
((CH32CHOCOO)の90mgを、内容積200mlの耐圧ガ
ラス製オートクレーブに入れた。系内を3回窒素で置換
した後、40℃で22時間懸濁重合を行った。その結果、重
合体を28g得た。
この重合体の固有粘度[η]は、“フロリナート"FC
−75中30℃で0.50であった。重合体のガラス転移点は10
8℃であり、室温ではタフで透明なガラス状の重合体で
ある。また10%熱分解温度は465℃であり、屈折率は1.3
4と低く、光線透過率は95%と高かった。
実施例1 合成例2で得られた含フッ素重合体10部をメタキシレ
ンヘキサフロライド100部に溶解した後、2−メチル−
4−ニトロアニリンの微結晶2部を混合した。次ぎに合
成例1で得られた含フッ素重合体を200℃でプレス成形
し厚さ3mmの基板を作成した。この基板を鏡面状に研磨
し上記混合液をスピンキャスト法により塗布し、薄膜を
形成させ非線形光学素子とした。
以上のように作成した非線形光学素子にNd:YAGレーザ
ー光(波長1.06μm)を導入したところ二次高調波(波
長0.53μm)の青い光が観測された。変換効率は10-4
程度であった。
また、150時間の連続使用したところ、変換効率の低
下はみられなかった。
実施例2 実施例1において基板として合成例3で得られた含フ
ッ素ポリマーを250℃でプレス成形して用いた以外は同
様な方法で非線形光学素子を作成した。この非線形光学
素子にNd:YAGレーザー光(波長1.06μm)を導入したと
ころ二次高調波(波長0.53μm)の青い光が観測され
た。変換効率は10-4%程度であった。
また、150時間の連続使用したところ、変換効率の低
下はみられなかった。
[発明の効果] 本発明は、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーを
材料として採用することにより、透明で耐熱性、耐湿性
に優れた非線形光学素子を得るという優れた効果を有す
る。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】含フッ素脂肪族環構造を有するポリマー中
    に非線形光学効果を示す有機化合物成分が分散されてな
    ることを特徴とする非線形光学素子。
JP14219389A 1989-06-06 1989-06-06 非線形光学素子 Expired - Fee Related JP2738023B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14219389A JP2738023B2 (ja) 1989-06-06 1989-06-06 非線形光学素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14219389A JP2738023B2 (ja) 1989-06-06 1989-06-06 非線形光学素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH039329A JPH039329A (ja) 1991-01-17
JP2738023B2 true JP2738023B2 (ja) 1998-04-08

Family

ID=15309557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14219389A Expired - Fee Related JP2738023B2 (ja) 1989-06-06 1989-06-06 非線形光学素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2738023B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093249A1 (fr) * 2001-05-17 2002-11-21 Daikin Industries, Ltd. Materiau optique non lineaire contenant un polymere fluore
JP4013063B2 (ja) * 2003-08-26 2007-11-28 信越化学工業株式会社 レジスト材料及びパターン形成方法
JP2015129780A (ja) * 2012-04-10 2015-07-16 旭硝子株式会社 非線形光学材料用組成物、塗布用組成物、非線形光学材料、光導波路および光制御デバイス
JPWO2014030505A1 (ja) 2012-08-22 2016-07-28 旭硝子株式会社 プレポリマー、硬化性材料、塗布用組成物、非線形光学材料、光導波路および光制御デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
JPH039329A (ja) 1991-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3818344B2 (ja) 含フッ素脂肪族環構造含有重合体の製造方法
JP2952962B2 (ja) 汚染防止保護器具
JP3005040B2 (ja) コーティング用樹脂組成物
JP2752393B2 (ja) コーティング用含フッ素重合体組成物
WO2002093249A1 (fr) Materiau optique non lineaire contenant un polymere fluore
JP2738023B2 (ja) 非線形光学素子
JPH01131215A (ja) 新規含フッ素環状重合体
JP3029323B2 (ja) コーティング用含フッ素重合体組成物およびその用途
US5502132A (en) Process for producing a perfluoro copolymer
JPWO2007077722A1 (ja) 含フッ素重合体およびそれを含む含フッ素重合体組成物
JP3053657B2 (ja) パーフルオロ共重合体、その製造法、その組成物およびその膜
JPH0219801A (ja) 低反射加工剤
JP2748432B2 (ja) 光学素子用接着剤
JP2819619B2 (ja) フォトクロミック成形体
JP2929653B2 (ja) 光反応器
JP2001330943A (ja) ペリクル
JP3968899B2 (ja) 含フッ素重合体組成物および薄膜を得る方法
JP2884575B2 (ja) 光導波体
JP2748447B2 (ja) カラーフイルターの保護膜
JPH01147501A (ja) 光学レンズ
JP2692185B2 (ja) 太陽電池
JP2999503B2 (ja) コーティング用樹脂組成物
JP3192680B2 (ja) 基材を被覆する方法
JP4192600B2 (ja) 含フッ素光導波路用材料
JP2954636B2 (ja) コーティング用樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080116

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees