JP2786781B2 - 有機非線形光学材料 - Google Patents
有機非線形光学材料Info
- Publication number
- JP2786781B2 JP2786781B2 JP19844192A JP19844192A JP2786781B2 JP 2786781 B2 JP2786781 B2 JP 2786781B2 JP 19844192 A JP19844192 A JP 19844192A JP 19844192 A JP19844192 A JP 19844192A JP 2786781 B2 JP2786781 B2 JP 2786781B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nonlinear optical
- organic
- optical material
- organic nonlinear
- wavelength
- 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 - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機非線形光学材料に
関する。詳しくは、光コンピュ−タや光通信等の広い分
野で光制御素子等として用いられ、室温で安定で、光損
傷強度に優れ、ＳＨＧ（第２高調波発生）活性が大き
く、結晶性の良好な有機非線形光学材料に関する。
関する。詳しくは、光コンピュ−タや光通信等の広い分
野で光制御素子等として用いられ、室温で安定で、光損
傷強度に優れ、ＳＨＧ（第２高調波発生）活性が大き
く、結晶性の良好な有機非線形光学材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】非線形光学材料は、光周波数変換素子、
光シャッタ−、またＥＯ変換器等として従来より実用化
されている。現在、非線形光学材料としてはリン酸二水
素カリウム（ＫＤＰ）、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）等の
無機強誘電性結晶が用いられている。最近では有機結晶
の持つ非線形光学効果の大きさ及び非線形光学応答の速
さ等が注目され、二次非線形光学材料を中心に精力的に
開発が進められている。二次効果用の有機非線形光学材
料としては、ＭＮＡ（２−メチル−４−ニトロアニリ
ン，文献：Ｇ．Ｆ．Ｌｉｐｓｃｏｍｂ Ａ．Ｆ．Ｇａｒ
ｉｔｏ Ｒ．Ｓ．Ｎａｒａｎｇ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙ
ｓ．，７５（３）１５０９−１５１６，１９８１）、Ｐ
ＯＭ（３−メチル−４−ニトロピリジン−オキサイド，
文献：Ｊ．Ｚｙｓｓ Ｄ．Ｓ．Ｃｈｅｍｌａ，Ｊ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｐｈｙｓ．，７４（９）４８００−４８１１，１
９８１）等が開発されており、ＭＮＡの二次非線形定数
はＫＤＰの５０倍にも達する。
光シャッタ−、またＥＯ変換器等として従来より実用化
されている。現在、非線形光学材料としてはリン酸二水
素カリウム（ＫＤＰ）、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）等の
無機強誘電性結晶が用いられている。最近では有機結晶
の持つ非線形光学効果の大きさ及び非線形光学応答の速
さ等が注目され、二次非線形光学材料を中心に精力的に
開発が進められている。二次効果用の有機非線形光学材
料としては、ＭＮＡ（２−メチル−４−ニトロアニリ
ン，文献：Ｇ．Ｆ．Ｌｉｐｓｃｏｍｂ Ａ．Ｆ．Ｇａｒ
ｉｔｏ Ｒ．Ｓ．Ｎａｒａｎｇ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙ
ｓ．，７５（３）１５０９−１５１６，１９８１）、Ｐ
ＯＭ（３−メチル−４−ニトロピリジン−オキサイド，
文献：Ｊ．Ｚｙｓｓ Ｄ．Ｓ．Ｃｈｅｍｌａ，Ｊ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｐｈｙｓ．，７４（９）４８００−４８１１，１
９８１）等が開発されており、ＭＮＡの二次非線形定数
はＫＤＰの５０倍にも達する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】有機非線形光学材料は
分子一個が光非線形性の起源を担っているので、非対称
中心の分子はＳＨＧ（第２次高調波発生）活性を原理的
には有するが、ＳＨＧ活性分子を結晶化して光学素子と
して利用する場合、結晶全体としてＳＨＧ活性を失うこ
とにしばしば遭遇する。従って、有機材料が非線形光学
素子として利用できるかどうかは、実際に分子素材を合
成し、結晶化し、光非線形性を評価しなければならな
い。
分子一個が光非線形性の起源を担っているので、非対称
中心の分子はＳＨＧ（第２次高調波発生）活性を原理的
には有するが、ＳＨＧ活性分子を結晶化して光学素子と
して利用する場合、結晶全体としてＳＨＧ活性を失うこ
とにしばしば遭遇する。従って、有機材料が非線形光学
素子として利用できるかどうかは、実際に分子素材を合
成し、結晶化し、光非線形性を評価しなければならな
い。
【０００４】分子一個の光非線形性を高めるには、長い
共役系に電子供与性と受容性の置換基を導入すればよ
い。有機化合物の分子レベルでの光非線形性（超分子分
極率β）は、分子軌道計算から推定することができる
が、その殆どは結晶状態で対称中心を持ち、結晶として
ＳＨＧ不活性になるという問題点をもっている。
共役系に電子供与性と受容性の置換基を導入すればよ
い。有機化合物の分子レベルでの光非線形性（超分子分
極率β）は、分子軌道計算から推定することができる
が、その殆どは結晶状態で対称中心を持ち、結晶として
ＳＨＧ不活性になるという問題点をもっている。
【０００５】波長変換素子としての利用を考えると、分
子状態または結晶状態での透光性が重要な因子と成る
が、有機材料の場合、可視域に吸収をもつ場合が多い。
例えば、一般的によく知られているＭＮＡは、３５８ｎ
ｍに最大吸収波長をもつが、ＳＨ光の波長を考慮した場
合、更に短波長まで透過波長領域が広がっている必要が
ある。
子状態または結晶状態での透光性が重要な因子と成る
が、有機材料の場合、可視域に吸収をもつ場合が多い。
例えば、一般的によく知られているＭＮＡは、３５８ｎ
ｍに最大吸収波長をもつが、ＳＨ光の波長を考慮した場
合、更に短波長まで透過波長領域が広がっている必要が
ある。
【０００６】また、非線形光学素子へ用いることを考慮
すると、耐候性の点で融点は高い方が望ましい。しかし
有機材料の融点は一般的に低く、たとえば、ＭＡＰ（文
献；Ｊ．Ｌ．Ｏｕｄａｒ ａｎｄ Ｒ．Ｈｉｅｒｌｅ，
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４８（７）２６９９−２７
０４，１９７７）は融点が６９℃と低く、この点におい
ても重要な課題となっている。
すると、耐候性の点で融点は高い方が望ましい。しかし
有機材料の融点は一般的に低く、たとえば、ＭＡＰ（文
献；Ｊ．Ｌ．Ｏｕｄａｒ ａｎｄ Ｒ．Ｈｉｅｒｌｅ，
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４８（７）２６９９−２７
０４，１９７７）は融点が６９℃と低く、この点におい
ても重要な課題となっている。
【０００７】
【問題を解決するための手段】本発明は、以上の点を考
慮してなされたものであり、２ーメルカプト−１−（４
−ニトロフェニル）イミダゾールより成る有機非線形光
学材料を提供することで、前記課題を解決するものであ
る。
慮してなされたものであり、２ーメルカプト−１−（４
−ニトロフェニル）イミダゾールより成る有機非線形光
学材料を提供することで、前記課題を解決するものであ
る。
【０００８】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説
明する。
明する。
【０００９】
（１）２ーメルカプト−１−（４−ニトロフェニル）イ
ミダゾールの合成 ２ーメルカプトイミダゾール５．１５ｇ、１−フルオロ
−４−ニトロベンゼン７．２６ｇ、炭酸カリウム７．１
１ｇをそれぞれ秤り取り、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアル
デヒド２７．０７ｇの入った三角フラスコ中に入れる。
スターラーで撹拌しながら、９０℃の湯浴中で４時間反
応させる。反応終了後、反応液を氷の入った容器に流し
込んで冷却し、沈澱を充分生成させる。その後、沈澱を
濾過分離し、純水で沈澱を洗浄する。この沈澱を３００
ｍｌのメタノールに溶解し再結晶操作を行い、目的であ
る２ーメルカプト−１−（４−ニトロフェニル）イミダ
ゾールを得た。収率は、１４．３％であった。
ミダゾールの合成 ２ーメルカプトイミダゾール５．１５ｇ、１−フルオロ
−４−ニトロベンゼン７．２６ｇ、炭酸カリウム７．１
１ｇをそれぞれ秤り取り、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアル
デヒド２７．０７ｇの入った三角フラスコ中に入れる。
スターラーで撹拌しながら、９０℃の湯浴中で４時間反
応させる。反応終了後、反応液を氷の入った容器に流し
込んで冷却し、沈澱を充分生成させる。その後、沈澱を
濾過分離し、純水で沈澱を洗浄する。この沈澱を３００
ｍｌのメタノールに溶解し再結晶操作を行い、目的であ
る２ーメルカプト−１−（４−ニトロフェニル）イミダ
ゾールを得た。収率は、１４．３％であった。
【００１０】（２）２−メルカプト−１−（４−ニトロ
フェニル）イミダゾールの評価 得られた本発明材料を液体クロマトグラフィーで純度を
測定したところ、９７．８％であった。極大吸収波長
は、３１２ｎｍ（１，４−ジオキサン中）であり（図
１）、融点は、ＤＳＣの測定より２０４℃であった。次
に、得られた微粉末結晶にＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長＝
１．０６４μｍ）を照射すると第２高調波が発生し、入
射光の１／２の波長（５３２ｎｍ）の緑色光が観測され
た。このＳＨＧ強度は尿素比で６．５倍と、ＳＨＧ効率
は尿素よりも強いことが確認できた。
フェニル）イミダゾールの評価 得られた本発明材料を液体クロマトグラフィーで純度を
測定したところ、９７．８％であった。極大吸収波長
は、３１２ｎｍ（１，４−ジオキサン中）であり（図
１）、融点は、ＤＳＣの測定より２０４℃であった。次
に、得られた微粉末結晶にＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長＝
１．０６４μｍ）を照射すると第２高調波が発生し、入
射光の１／２の波長（５３２ｎｍ）の緑色光が観測され
た。このＳＨＧ強度は尿素比で６．５倍と、ＳＨＧ効率
は尿素よりも強いことが確認できた。
【００１１】また本発明材料は、溶液法や熔融法での単
結晶作製や、ガラスファイバーのコア部分にも単結晶を
作製することができ、これにより高効率な非線形光学素
子が作製できた。
結晶作製や、ガラスファイバーのコア部分にも単結晶を
作製することができ、これにより高効率な非線形光学素
子が作製できた。
【００１２】
【発明の効果】本発明の２−メルカプト−１−（４−ニ
トロフェニル）イミダゾールより成る有機非線形光学材
料は、融点が２０４℃と高く熱的に安定であり、耐候性
に優れている。さらに、吸収端が短波長側にあり、高い
ＳＨＧ活性を示すことから、高効率な非線形光学素子と
して広範な分野で用いることができる。
トロフェニル）イミダゾールより成る有機非線形光学材
料は、融点が２０４℃と高く熱的に安定であり、耐候性
に優れている。さらに、吸収端が短波長側にあり、高い
ＳＨＧ活性を示すことから、高効率な非線形光学素子と
して広範な分野で用いることができる。
【００１３】また、このような光非線形性、透光性、熱
的安定性に優れた有機材料を用いることにより、高価な
無機非線形光学材料の特性を低価格で提供できる。
的安定性に優れた有機材料を用いることにより、高価な
無機非線形光学材料の特性を低価格で提供できる。
【図１】２ーメルカプト−１−（４−ニトロフェニル）
イミダゾールの１，４−ジオキサン中における、波長と
吸光度の関係を示したものである。
イミダゾールの１，４−ジオキサン中における、波長と
吸光度の関係を示したものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 構造式（化１） 【化１】 で表される２ーメルカプト−１−（４−ニトロフェニ
ル）イミダゾールから成る有機非線形光学材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19844192A JP2786781B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 有機非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19844192A JP2786781B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 有機非線形光学材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643508A JPH0643508A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2786781B2 true JP2786781B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=16391143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19844192A Expired - Lifetime JP2786781B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 有機非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2786781B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101538193B1 (ko) | 2008-02-15 | 2015-07-20 | 가부시키가이샤 구라레 | 경화성 수지 조성물 및 수지 경화물 |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP19844192A patent/JP2786781B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0643508A (ja) | 1994-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2700475B2 (ja) | 非線形光学材料および非線形光学素子 | |
| JP2786781B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2762610B2 (ja) | スクエアリリウム誘導体及びその製造方法 | |
| JPH04121717A (ja) | 新規な有機非線形光学材料及びそれを用いた光波長の変換方法 | |
| JPH0713209A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH0678301B2 (ja) | スクエアリリウム誘導体及びその製造方法 | |
| JP2819826B2 (ja) | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法 | |
| JP2896604B2 (ja) | 非線形光学素子用材料 | |
| JP2819827B2 (ja) | シクロブテンジオン誘導体及びその製造方法 | |
| US5397508A (en) | 2-amino-5-nitropyridinium salts usable in non-linear optics and in electroptics and a process for preparing the same | |
| JP2799101B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH06118462A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2862455B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2530725B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2763224B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2776694B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2980801B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2685380B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2539849B2 (ja) | 非線形光学材料とそれを用いた非線形光学素子 | |
| JPH05127205A (ja) | 分子結晶 | |
| JP2651744B2 (ja) | 分子性結晶およびそれを用いた光波長の変換方法およびモジュール | |
| JP2725929B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH06130434A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2725935B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2533660B2 (ja) | 有機非線形光学材料 |