JP2813627B2 - 2次非線形光学材料およびその製造方法 - Google Patents
2次非線形光学材料およびその製造方法Info
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Description
関し、さらに詳細には新規な2次非線形光学材料および
その製造方法に関するものである。
年、大きな2次非線形光学特性を有する色素材料を含有
した透明高分子を分極処理した材料(以下、ポールドポ
リマーと呼ぶ)が、光変調素子、波長変換素子や電界セ
ンサプローブ用の材料として注目されている。ポールド
ポリマーの化学構造は、大きな2次分子感受率(色素分
子固有の2非線形光学特性)を有する色素が高分子鎖に
高濃度に化学結合しているものが望ましく、色素材料は
電子吸引基と電子供与基を有する共役π電子系が一般的
である。具体的には、ポリメチルメタクリレートの主鎖
にアゾ色素(文献:K. D. Singerら, Appl. Phys. Let
t., 53巻, 1800 (1988)参照)やスチルベン色素(文
献:G. R. Mohlmannら, Synthetic Metals, 37巻, 207
(1989)参照)を結合したものについて2次非線形光学特
性を測定した報告がなされており、2次非線形光学定数
が色素含有量と共に増大することが知られている。ま
た、2次分子感受率を増大させる試みが行われており、
電子吸引基と電子供与基を有する長いπ電子共役鎖から
なる色素分子が、大きな2次分子感受率を有することが
報告されている(文献:J. L. Oudarら, J. Chem. Phy
s., 67巻, 446 (1977)参照)。具体的には3個の芳香環
がアゾ基を介して共役系を形成する色素において、2個
の芳香環からなるアゾ色素やスチルベン色素よりも大き
な2次分子感受率が得られている(文献:M. Amanoら,
J. Appl. Phys., 68, 6024 (1990)参照)。
する共役した芳香環数の多い、すなわち長いπ共役鎖か
らなる色素が高濃度に結合しているポールドポリマーに
おいては、光学的に均一なフィルム形成性、光透過性が
低下するという欠点があった。これはディップ法やスピ
ンコート法に用いるフィルム形成用高分子溶液がゲル化
しやすく、光学的に均一なフィルム形成が困難なためで
ある。
鑑みてなされたもので、フィルム形成用の高分子溶液中
のゲル成分の発生を抑え、光学的に均一なフィルムを形
成しやすい2次非線形材料およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
次非線形光学材料は、式(C−1)で表される化合物成
分の少なくとも1種類以上と、式(C−2)または(C
−2)’で表される化合物成分の少なくとも1種類以上
が、共に高分子鎖に結合しており、
々、π電子共役系の環状化合物を示し;X1からXn-1、
X’1、Y1からYn-1、Y’1は各々、CH、Nあるいは
N→Oを示し;A1、A2およびA3は各々、電子吸引基
を示し;D1、D2およびD3は各々、電子供与基を示
し;nは、3以上の整数である。]前記化合物成分(C
−1)が、下記の式(C−3)〜(C−5)で表される
化合物から選択され、前記化合物成分(C−2)が、下
記の式(C−6)〜(C−8)で表される化合物から選
択され、
−(ここでhは0または整数である)で表され、重水素
で置換されてもよいアルキレン基を示し、R’ 0 〜R’ 5
は各々、−C i H 2i (ここでiは整数である)で表さ
れ、重水素で置換されてもよいアルキレン基、−CH
2 (CH 2 ) h' CH 2 −(ここでh’は0または整数であ
る)で表され、重水素で置換されてもよいアルキレン
基、アルキル基、重水素化アルキル基、置換アルキル
基、重水素化置換アルキル基、水素、重水素またはハロ
ゲンのいずれかを示し、R 01 〜R 54 は各々、アルキル
基、重水素化アルキル基、置換アルキル基、重水素化置
換アルキル基、水素、重水素またはハロゲンのいずれか
を示し、B 1 〜B 6 は各々、電子吸引基を示す。] 下記の
式(C−9)、(C−10)、および(C−11)で表
される、3種の構造単位からなり、構造単位(C−1
1)が前記化合物成分(C−1)を含有し 、構造単位
(C−10)が前記化合物成分(C−2)を含有するこ
とを特徴とする、2次非線形光学材料が提供される。
ル基、置換アルキル基、重水素化置換アルキル基、水
素、重水素、フェニル基、重水素化フェニル基、置換フ
ェニル基、重水素化置換フェニル基、またはハロゲンの
いずれかを示し、 R d は、フェニル基、重水素化フェニ
ル基、置換フェニル基、重水素化置換フェニル基、ハロ
ゲン、−COOR e 、−CONR f R g のいずれか(ただ
し、R e 、R f およびR g は各々、アルキル基、重水素化
アルキル基、置換アルキル基、重水素化置換アルキル
基、フェニル基、重水素化フェニル基、置換フェニル
基、重水素化置換フェニル基のいずれかを示し、R j 、
R k およびR P は各々、−CH 2 −または−CD 2 −で表さ
れる基を示す)を示す。]
てもよい、(N−エチル)アニリノエチルメタクリレー
ト誘導体、(m+n)モル部と、重水素で置換されても
よいメチルメタクリレート誘導体、(l)モル部とを重
合して、数平均分子量10,000から100,000
の共重合体とし、次いで、(m)モル部以上の式(C−
16)で表される化合物と、(n)モル部以上の式(C
−17)で表される化合物とを各々、ジアゾニウム塩と
し、次いで、これらジアゾニウム塩と前記共重合体とを
ジアゾカップリングさせることを特徴とする、2次非線
形光学材料の製造方法が提供される。
成することを目的に高分子溶液中のゲル成分を減少さ
せ、溶液中の分子サイズを小さくすること、ならびに、
2次非線形光学成分同志の会合の可能性を減ずることを
試みている。もっとも、これらの2つの課題は、分子量
の低減化と長いπ共役鎖を有する大きなサイズの2次非
線形光学成分の存在量を減少させることにより達成でき
る。つまり、溶液中の分子サイズの低減化は、分子量の
低減化によっても、長いπ共役鎖を有する大きなサイズ
の2次非線形光学成分の存在量を減少させることによっ
ても実現できる。また、2次非線形光学成分同志の会合
の可能性を減ずるには、長いπ共役鎖を有する大きなサ
イズの2次非線形光学成分の単位体積当りの存在量を減
少させることによって実現できる。しかしながら、分子
量の低減化は、フィルム形成性、フィルムの機械特性さ
らには2次非線形光学特性の経時安定性を劣化させ、2
次非線形光学成分の減少は2次非線形光学効果の低下を
もたらしてしまう。
く、高分子溶液中の分子サイズを適当に低減化し、か
つ、2次光非線形性の低下を防ぐ材料を発明するに至っ
た。つまり、大きな2次分子感受率を有する3個以上の
共役したπ電子共役環からなる1以上の式(C−1)で
示される非線形光学成分(長鎖成分)と、1個のπ電子
共役環または2個の共役したπ電子共役環からなる1以
上の式(C−2)または(C−2)’で示される非線形
光学成分(短鎖成分)が共に高分子主鎖に結合している
共重合体構造を特徴とする材料である。短鎖成分は、溶
液中の分子サイズを長鎖成分のみからなる場合に比べ、
分子量を低下させることなく低減化し、その結果、ゲル
化防止に役立つ。また、短鎖成分は、長鎖成分同志の会
合を抑える点からも、ゲル化抑制に役立つことができ
る。さらに、短鎖成分は、長鎖成分よりも2次分子感受
率は小さいものの、これがない場合に比べ2次非線形光
学特性の低下は著しく抑えられる。
形成性、フィルムの機械特性、2次非線形光学特性の経
時安定性を劣化させることなく、また、2次非線形光学
効果の著しい低下をもたらすことなく、高分子溶液中の
分子サイズを適当に低減化し、溶液中のゲル成分の発生
を抑え、従って、光学的に均一なフィルムを形成しやす
い特徴を有する。ここでフィルム形成用高分子溶液の溶
媒としてはテトラヒドロフラン、塩化ベンゼン、メチル
イソブチルケトン、メチルエチルケトン、酢酸セルソル
ブ、クロロホルム、塩化メチレン、N,N−ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホキシド等が使用される。
は、ポリシロキサン、ポリメタクリレート、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアク
リレート、ポリスチレン、ポリカーボナート、ポリエー
テルまたはこれらの誘導体および/またはこれらの共重
合体等であり非線形光学成分は高分子主鎖に結合してい
る。
電子吸引基と、電子供与基を有する。電子吸引基として
は−NO2、−CN、−COOH、−COCH3、−CH
O、−CONH2、−CH=C(CN)2、−C(CN)
=C(CN)2、ハロゲン等であり、電子供与基として
は−SH、−SRq、−OH、−ORr、−NH2、−N
RsRt等が挙げられる。Rq〜Rtは、−(CH2)n'O
H、−(CH2)n''NH2、−(CH2)n'''SH(ただ
し、n’,n''およびn'''は各々、整数である)、ア
ルキル基、これらの重水素化物、水素、重水素のような
官能基である。ただし、電子供与基を介して高分子鎖に
結合する場合にはRq、RrおよびRs、Rtのいずれかに
は、末端に−OH、−NH2、−SHが結合しているこ
とが望ましい。
3種の構造単位がランダム共重合している、数平均分子
量10,000から100,000の、2次非線形光学
材料は、
90モル%、5から10モル%、および5から10モル
%の範囲内である。] 光スイッチ、光変調器、光波長変換器、高速IC診断、
プリント配線診断等2次光非線形性を利用する全ての用
途に用いることができるが、特に、EOサンプリング法
による高速IC診断、プリント配線診断に適する。
表される化合物(m1+n1)モル部と、下記の式(C−
14)で表される化合物(l1)モル部とを、重合し
て、数平均分子量10,000から100,000の共
重合体(C−15)とし、次いで、(m1)モル部以上
の式(C−16)で表される化合物と、(n1)モル部
以上の式(C−17)で表される化合物とを各々、ジア
ゾニウム塩とし、次いで、これらジアゾニウム塩と共重
合体(C−15)とをジアゾカップリングさせることを
特徴とする、2次非線形光学材料の製造方法に関する。
3種の構造単位がランダム共重合している、数平均分子
量10,000から100,000の、2次非線形光学
材料は、
90モル%、5から10モル%、および5から10モル
%の範囲内である。] 分子内の水素の一部が重水素に置換されており、波長
1.3μm付近での吸収損失が著しく低いことが予想さ
れる。本材料は、光スイッチ、光変調器、光波長変換
器、高速IC診断、プリント配線診断等2次光非線形性
を利用する全ての用途に用いることができるが、特に、
光通信システム中の光導波路部品材料(特に電気光学効
果を有する光導波路として)として使用することができ
る。
表される化合物(m3+n3)モル部と、下記の式(C−
19)で表される化合物(l3)モル部とを、重合し
て、数平均分子量10,000から100,000の共
重合体(C−20)とし、次いで、(m3)モル部以上
の式(C−16)で表される化合物と、(n3)モル部
以上の式(C−17)で表される化合物とを各々、ジア
ゾニウム塩とし、次いで、これらジアゾニウム塩と共重
合体(C−20)とをジアゾカップリングさせることを
特徴とする、2次非線形光学材料の製造方法を提供す
る。
構造単位がランダム共重合している、数平均分子量1
0,000から100,000の、2次非線形光学材料
は、
90モル%、5から10モル%、および5から10モル
%の範囲内である。] 分子内の水素の一部が重水素に置換されており、波長
1.3μm付近での吸収損失が著しく低いことが予想さ
れる。本材料は、光スイッチ、光変調器、光波長変換
器、高速IC診断、プリント配線診断等2次光非線形性
を利用する全ての用途に用いることができるが、特に、
光通信システム中の光導波路部品材料(特に電気光学効
果を有する光導波路として)として使用することができ
る。
表される化合物(m5+n5)モル部と、下記の式(C−
19)で表される化合物(l5)モル部とを、重合し
て、数平均分子量10,000から100,000の共
重合体(C−23)とし、次いで、(m5)モル部以上
の式(C−16)で表される化合物と、(n5)モル部
以上の式(C−17)で表される化合物とを各々、ジア
ゾニウム塩とし、次いで、これらジアゾニウム塩と共重
合体(C−23)とをジアゾカップリングさせることを
特徴とする、2次非線形光学材料の製造方法を提供す
る。
極処理が必要である。分極処理は、試料の軟化状態もし
くは流動状態において、試料に電極を装着し直流電圧を
印加するか、コロナ放電による帯電電荷を利用すること
ができる。試料の固化は、冷却による場合や高分子の熱
硬化による場合があるが、いずれも、電場印加状態また
は帯電状態で行うことが望ましい。尚、本発明に係る材
料は、3次光非線形材料としても用いることが期待でき
る。この際には、分極処理操作は必ずしも要求されな
い。
キュラーシーブで1昼夜乾燥したテトロヒドロフラン
(1000cc)中に溶解し、さらに、無水硫酸マグネ
シウムで乾燥した。これをモレキュラーシーブで乾燥し
たトリエチルアミン(360g)とともに、塩化カルシ
ウム管、滴下ロートと還流管を取り付けた3000cc
の3口フラスコに入れ、撹拌しながら安定剤入りのメタ
クリル酸クロリド(100g)を1時間以上かけて滴下
し、さらに、室温下で24時間反応し、ついで、1時間
加熱還流した。反応後、反応混合物を2000ccの水
と混合し、過剰のトリエチルアミンを塩酸で中和した。
さらに、ここから、生成物を2000ccのジエチルエ
ーテルで抽出した。抽出液は炭酸水素ナトリウム水溶
液、ついで蒸留水で洗浄、硫酸マグネシウムで乾燥後、
エーテルを留去して生成物(C−25)を得た。つぎ
に、化合物(C−25)(29g)をメチルメタクリレ
ート(71g)と混合し、開始剤としてこれらの0.1
モル%に相当する、アゾビスイソブチロニトリル(0.
14g)と、連鎖移動剤として0.44μlのt−ブチ
ルメルカブタンを加え、アンプル中で凍結−脱気−溶解
を3回以上繰り返すことにより溶存酸素を除き、真空に
封入した。これを、65℃で24時間重合させた。反応
後、重合体を酢酸(5000cc)に溶解し、溶解しな
い成分は瀘過したのち、メタノール(25000cc)
から再沈澱し、化合物(C−26)を得た。化合物(C
−26)中のメチルメタクリレート存在比はNMR測定
より85モル%であった。数平均分子量は75,000
であった。
0g)(ホモポリマー50%含有)、マロノニトリル
(東京化成)(5.5g)および無水エタノール(モレ
キュラーシーブで乾燥したもの)(500cc)を塩化
カルシウム管、滴下ロートおよび還流管を取り付けた3
口フラスコに入れ、撹拌して懸濁液を得た。ここに、ピ
ベリジン(東京化成)(2.0cc)を酢酸(7cc)
に溶かした溶液を滴下した。さらに2時間加熱還流し
た。反応後にエタノールを留去し、反応物をジエチルエ
ーテルで抽出した。なお、エーテルに溶けない部分は取
り除いた(未反応成分)。エーテル抽出成分をエタノー
ルから再結晶し、化合物(C−27)を得た(収率38
%)。
にプロピオン酸(50cc)を加えたものに加熱溶解
し、更に5℃以下に冷却した。次に、亜硝酸ナトリウム
(8.9g)を100ccの硫酸に発熱しないよう徐々
に加え溶解した。これを化合物(C−27)の溶液に、
液温が10℃を越えないように注意しながら滴下し、
(C−28)を得た。反応後は5℃以下に冷却し保存し
た。
ながら、ここに3,5−キシリジン(16g)と硝酸ナ
トリウム3水和物(300g)を加えた。反応後は、直
ちに濃赤色に着色した。反応液は15℃程度で数時間撹
拌した後、室温下で、さらに、12時間反応した。反応
後、2000ccの水を加え、反応生成物を沈澱させ
た。この沈澱を真空乾燥器で充分に乾燥し、さらに、シ
リカゲルカラム(塩化メチレンで流出)を用いて精製し
た。
c)にプロピオン酸(10cc)を加えたものに加熱溶
解し、さらに、5℃以下に冷却した。次に、亜硝酸ナト
リウム(0.53g)を20ccの硫酸に発熱に注意し
ながら徐々に加え溶解した。これを、化合物(C−2
9)の溶液中に、液温が10℃を越えないように注意し
ながら滴下し、化合物(C−30)を得た。反応液は5
℃以下に冷却し保存した。 化合物(C−24)の合成 化合物(C−26)(17g)を酢酸(500cc)に
溶解し15℃以下に保つ。ここに、化合物(C−30)
の溶液と化合物(C−27)(2.4g)を原料とし
て、化合物(C−28)の合成方法に準じて合成した化
合物(C−28)の溶液を加え、さらに、酢酸ナトリウ
ム水和物(150g)を加え、24時間室温で撹拌し
た。反応後、固形物を瀘過し、瀘液をメタノール(50
00cc)から再沈澱した。沈澱は再び酢酸(500c
c)に溶解し、不溶物を瀘過し、瀘液を水(5000c
c)から再沈澱し、高分子化合物(C−24)を得た。
ンに溶解し20%wt/wt溶液とした。この高分子溶
液のゲル成分は少なく、1.0μmメッシュのフィルタ
ーで瀘過し(差圧1kg/cm2)、容易に取り除くこ
とができた。この溶液からは、スピンコート法によって
もドクターブレード法によっても、光学的に均一な20
μm厚以上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドク
ターブレード法では、ブレードと基板との間隔により、
また、スピンコート法では、高分子溶液の濃度またはス
ピンコーターの回転数により調整できた。例えば、13
%wt/wt溶液を1000rpm/分でスピンコート
すると、10μmのフィルムが得られた。
140℃の雰囲気下で2.0MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは、波長1.3μmで45pm/Vの電気光学定数
を示した。
における透過率は、99%以上であった。
均分子量は、80,000であった。
0%wt/wt溶液とした。この高分子溶液のゲル成分
は少なく、1.0μmメッシュのフィルターで瀘過し
(差圧1kg/cm2)、容易に取り除くことができ
た。この溶液からは、スピンコート法によってもドクタ
ーブレード法によっても、光学的に均一な20μm厚以
上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドクターブレ
ード法では、ブレードと基板との間隔により、また、ス
ピンコート法では、高分子溶液の濃度またはスピンコー
ターの回転数により調整できた。例えば、13%wt/
wt溶液を1000rpmでスピンコートすると、10
μmのフィルムが得られた。
140℃の雰囲気下で、1.1MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは、波長1.3μmで40pm/Vの電気光学定数
を示した。
mにおける透過率は、99%以上であった。
均分子量は80,000であった。
26)と化合物(C−30)から合成した。この化合物
は塩化ベンゼン中でゲル化しやすく5.0μmメッシュ
のフィルターでの瀘過も困難であった。従って、10.
0μmメッシュフィルターで瀘過した溶液をスピンコー
トした所、光学的に均一なフィルムは得られず、厚さ1
0μmフィルムでの波長1.3μmでの透過率は70%
以下であった。
均分子量は75,000であった。
行った。
0%wt/wt溶液とした。この高分子溶液のゲル成分
は少なく、0.5μmメッシュのフィルターで瀘過し
(差圧1kg/cm2)、容易に取り除くことができ
た。この溶液からは、スピンコート法によってもドクタ
ーブレード法によっても、光学的に均一な20μm厚以
上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドクターブレ
ード法では、ブレードと基板との間隔により、また、ス
ピンコート法では、高分子溶液の濃度またはスピンコー
ターの回転数により調整できた。例えば、13%wt/
wt溶液を1500rpmでスピンコートすると、5μ
mのフィルムが得られた。
140℃の雰囲気下で2.0MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは、波長1.3μmで40pm/Vの電気光学定数
を示した。
チング法で加工し、巾5μmの光導波路とした。この際
エポキシ樹脂をクラッドとした。光導波路の損失は、
1.3μmで0.7dB/cmであった。
平均分子量は75,000であった。
塩化ベンゼン中でゲル化しやすく、5.0μmメッシュ
のフィルターでの瀘過も困難であった。従って、10.
0μmメッシュのフィルターで瀘過した溶液をスピンコ
ートした。実施例3に準じて光導波路を作製した所、波
長1.3μmで損失は、10dB/cmであった。
平均分子量は75,000であった。
0%wt/wt溶液とした。この高分子溶液のゲル成分
は少なく、0.5μmメッシュのフィルターで瀘過し
(差圧1kg/cm2)、容易に取り除くことができ
た。この溶液からは、スピンコート法によってもドクタ
ーブレード法によっても、光学的に均一な20μm厚以
上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドクターブレ
ード法では、ブレードと基板との間隔により、また、ス
ピンコート法では、高分子溶液の濃度またはスピンコー
ターの回転数により調整できた。例えば、13%wt/
wt溶液を1500rpmでスピンコートすると、5μ
mのフィルムが得られた。
140℃の雰囲気下で2.0MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは、波長1.3μmで40pm/Vの電気光学定数
を示した。
チング法で加工し、巾5μmの光導波路とした。この際
エポキシ樹脂をクラッドとした。光導波路の損失は、波
長1.3μmで0.3dB/cmであった。
子量は75,000であった。
塩化ベンゼン中でゲル化しやすく5.0μmメッシュの
フィルターでの瀘過も困難であった。従って、10.0
μmメッシュのフィルターで瀘過した溶液をスピンコー
トした。実施例3に準じて光導波路を作製した所、波長
1.3μmで損失は、10dB/cm以上であった。
平均分子量は70,000であった。
化合物を用いて合成した。
0%wt/wt溶液とした。この高分子溶液のゲル成分
は少なく、0.5μmメッシュのフィルターで瀘過し
(差圧1kg/cm2)、容易に取り除くことができ
た。この溶液からは、スピンコート法によってもドクタ
ーブレード法によっても、光学的に均一な20μm厚以
上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドクターブレ
ード法では、ブレードと基板との間隔により、また、ス
ピンコート法では、高分子溶液の濃度またはスピンコー
ターの回転数により調整できた。例えば、13%wt/
wt溶液を1500rpmでスピンコートすると、5μ
mのフィルムが得られた。
140℃の雰囲気下で2.0MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは1.3μmで50pm/Vの電気光学定数を示し
た。
チング法で加工し、巾5μmの光導波路とした。この際
エポキシ樹脂をクラッドとした。光導波路の損失は、波
長1.3μmで0.5dB/cmであった。
平均分子量は70,000であった。
塩化ベンゼン中でゲル化しやすく5.0μmメッシュの
フィルターでの瀘過も困難であった。従って、10.0
μmメッシュのフィルターで瀘過した溶液をスピンコー
トした。実施例3に準じて光導波路を作製した所、波長
1.3μmで損失は、10dB/cm以上であった。
し、化合物(C−29)のかわりに、
アンリンをつかった。
0%wt/wt溶液とした。この高分子溶液のゲル成分
は少なく、0.1μmメッシュのフィルターで瀘過し
(差圧1kg/cm2)、容易に取り除くことができ
た。この溶液からは、スピンコート法によってもドクタ
ーブレード法によっても、光学的に均一な20μm厚以
上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドクターブレ
ード法では、ブレードと基板との間隔により、また、ス
ピンコート法では、高分子溶液の濃度またはスピンコー
ターの回転数により調整できた。例えば、13%wt/
wt溶液を1500rpmでスピンコートすると、5μ
mのフィルムが得られた。
140℃の雰囲気下で2.0MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは1.3μmで38pm/Vの電気光学定数を示し
た。
チング法で加工し、巾5μmの光導波路とした。この際
エポキシ樹脂をクラッドとした。光導波路の損失は、波
長1.3μmで0.3dB/cmであった。
塩化ベンゼン中でゲル化しやすく5.0μmメッシュの
フィルターでの瀘過も困難であった。従って、10.0
μmメッシュのフィルターで瀘過した溶液をスピンコー
トした。実施例3に準じて光導波路を作製した所、波長
1.3μmで損失は、10dB/cm以上であった。
8%wt/wt溶液とした。この高分子溶液のゲル成分
は少なく、0.1μmメッシュのフィルターで瀘過し
(差圧1kg/cm2)、容易に取り除くことができ
た。この溶液からは、スピンコート法によってもドクタ
ーブレード法によっても、光学的に均一な20μm厚以
上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドクターブレ
ード法では、ブレードと基板との間隔により、また、ス
ピンコート法では、高分子溶液の濃度またはスピンコー
ターの回転数により調整できた。例えば、11%wt/
wt溶液を1000rpmでスピンコートすると、6μ
mのフィルムが得られた。
140℃の雰囲気下で1.5MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは1.3μmで61pm/Vの電気光学定数を示し
た。10μm厚のフィルムの波長1.3μmでの透過率
は、99%以上であった。
7のと同様のフィルムができたか、同条件での分極処理
により18pm/Vの電気光学定数に留まった。
ル化が起こり、溶液状態にはならなかった。従って、フ
ィルム形成はできなかった。
(C−58)は、(C−33)の合成に準じて行った。
18%wt/wt溶液とした。この高分子溶液のゲル成
分は少なく、0.5μmメッシュのフィルターで瀘過し
(差圧1.5kg/cm2)、容易に取り除くことがで
きた。この溶液からは、スピンコート法によってもドク
ターブレード法によっても、光学的に均一な20μm厚
以上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドクターブ
レード法では、ブレードと基板との間隔により、また、
スピンコート法では、高分子溶液の濃度またはスピンコ
ーターの回転数により調整できた。例えば、18%wt
/wt溶液を600rpmでスピンコートすると、22
μmのフィルムが得られた。
180℃の雰囲気下で1.5MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは、波長1.3μmで71pm/Vの電気光学定数
を示した。
0、l13=99.5のとき、フィルム形成は、実施例8
と同様に行えたが、同条件下での分極処理では、30p
m/Vの電気光学定数に留まった。
l13=85のとき、高分子溶液は、ゲル化により形成で
きず、従って、フィルム形成もできなかった。
0%wt/wt溶液とした。この高分子溶液のゲル成分
は少なく、0.5μmメッシュのフィルターで瀘過し
(差圧1kg/cm2)、容易に取り除くことができ
た。この溶液からは、スピンコート法によってもドクタ
ーブレード法によっても、光学的に均一な20μm厚以
上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドクターブレ
ード法では、ブレードと基板との間隔により、また、ス
ピンコート法では、高分子溶液の濃度またはスピンコー
ターの回転数により調整できた。例えば、13%wt/
wt溶液を1500rpmでスピンコートすると、5μ
mのフィルムが得られた。
140℃の雰囲気下で2.0MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは1.3μmで38pm/Vの電気光学定数を示し
た。
チング法で加工し、巾5μmの光導波路とした。この際
エポキシ樹脂をクラッドとした。光導波路の損失は、波
長1.3μmで0.2dB/cmであった。
塩化ベンゼン中でゲル化しやすく、5.0μmメッシュ
のフィルターでの瀘過も困難であった。従って、10.
0μmメッシュのフィルターで瀘過した溶液をスピンコ
ートした実施例9に準じて光導波路を作製した所、波長
1.3μmで損失は、10dB/cm以上であった。
5%wt/wt溶液とした。この高分子溶液のゲル成分
は少なく、0.5μmメッシュのフィルターで瀘過し
(差圧1.5kg/cm2)、容易に取り除くことがで
きた。この溶液からは、スピンコート法によってもドク
ターブレード法によっても、光学的に均一な10μm厚
以上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ドクターブ
レード法では、ブレードと基板との間隔により、また、
スピンコート法では、高分子溶液の濃度またはスピンコ
ーターの回転数により調整できた。例えば、10%wt
/wt溶液を600rpmでスピンコートすると、7μ
mのフィルムが得られた。
180℃の雰囲気下で1.5MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは、波長1.55μmで90pm/Vの電気光学定
数を示した。10μm厚の当フィルムの波長1.55μ
mでの透過率は99%以上であった。
14=2の時、0.5μmメッシュでの瀘過は困難であ
り、10μmメッシュでの瀘過の結果、10μm厚フィ
ルムの波長1.55μmでの透過率は90%以下であっ
た。
化合物(C−33)の合成に準じて行われた。
に溶解し18%wt/wt溶液とした。この高分子溶液
のゲル成分は少なく、0.5μmメッシュのフィルター
で瀘過し(差圧1.5kg/cm2)、容易に取り除く
ことができた。この溶液からは、スピンコート法によっ
てもドクターブレード法によっても、光学的に均一な1
0μm厚以上のフィルムが得られた。フィルム厚は、ド
クターブレード法では、ブレードと基板との間隔によ
り、また、スピンコート法では、高分子溶液の濃度また
はスピンコーターの回転数により調整できた。例えば、
15%wt/wt溶液を2000rpmでスピンコート
すると、9μmのフィルムが得られた。
180℃の雰囲気下で1.5MV/cmの電圧を印加
し、電圧を印加した状態で室温まで冷却した。このフィ
ルムは、波長1.55μmで96pm/Vの電気光学定
数を示した。当フィルムの10μm厚の波長1.55μ
mでの透過率は99%以上であった。 比較例11 化合物(C−77)において、m15=0、l15=90、
n15=10の時、スピンコート溶液はゲル化のために得
られず、フィルム形成はできなかった。
料は、従来大きな2次光非線形効果を有してはいたが光
学的に均一なフィルム形成性に乏しかったポールドポリ
マーを、その光非線形効果およびその経時安定性を低下
させることなく光学的に均一なフィルム形成性を高める
ことができるために、大きな2次光非線形効果を有する
ポールドポリマーの適用性を著しく高めることができ
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 式(C−1)で表される化合物成分の少
なくとも1種類以上と、式(C−2)または(C−
2)’で表される化合物成分の少なくとも1種類以上
が、共に高分子鎖に結合しており、 【化1】 [式中、π1からπn、π’1、π’2およびπ''1は各
々、π電子共役系の環状化合物を示し;X1からXn-1、
X’1、Y1からYn-1、Y’1は各々、CH、Nあるいは
N→Oを示し;A1、A2およびA3は各々、電子吸引基
を示し;D1、D2およびD3は各々、電子供与基を示
し;nは、3以上の整数である。]前記化合物成分(C
−1)が、下記の式(C−3)〜(C−5)で表される
化合物から選択され、前記化合物成分(C−2)が、下
記の式(C−6)〜(C−8)で表される化合物から選
択され、 【化2】 【化3】 [式中、R'' 00 〜R'' 50 は各々、−CH 2 (CH 2 ) h CH 2
−(ここでhは0または整数である)で表され、重水素
で置換されてもよいアルキレン基を示し、R’ 0 〜R’ 5
は各々、−C i H 2i (ここでiは整数である)で表さ
れ、重水素で置換されてもよいアルキレン基、−CH
2 (CH 2 ) h' CH 2 −(ここでh’は0または整数であ
る)で表され、重水素で置換されてもよいアルキレン
基、アルキル基、重水素化アルキル基、置換アルキル
基、重水素化置換アルキル基、水素、重水素またはハロ
ゲンのいずれかを示し、R 01 〜R 54 は各々、アルキル
基、重水素化アルキル基、置換アルキル基、重水素化置
換アルキル基、水素、重水素またはハ ロゲンのいずれか
を示し、B 1 〜B 6 は各々、電子吸引基を示す。] 下記の
式(C−9)、(C−10)、および(C−11)で表
される、3種の構造単位からなり、構造単位(C−1
1)が前記化合物成分(C−1)を含有し、構造単位
(C−10)が前記化合物成分(C−2)を含有するこ
とを特徴とする、2次非線形光学材料。 【化4】 [式中、R a 〜R c は各々、アルキル基、重水素化アルキ
ル基、置換アルキル基 、重水素化置換アルキル基、水
素、重水素、フェニル基、重水素化フェニル基、置換フ
ェニル基、重水素化置換フェニル基、またはハロゲンの
いずれかを示し、R d は、フェニル基、重水素化フェニ
ル基、置換フェニル基、重水素化置換フェニル基、ハロ
ゲン、−COOR e 、−CONR f R g のいずれか(ただ
し、R e 、R f およびR g は各々、アルキル基、重水素化
アルキル基、置換アルキル基、重水素化置換アルキル
基、フェニル基、重水素化フェニル基、置換フェニル
基、重水素化置換フェニル基のいずれかを示し、R j 、
R k およびR P は各々、−CH 2 −または−CD 2 −で表さ
れる基を示す)を示す。] - 【請求項2】 下記の式(C−12)で表される、3種
の構造単位がランダム共重合している、数平均分子量1
0,000から100,000の、請求項1に記載の2
次非線形光学材料。 【化5】 [式中、l0、m0、n0の比率は、それぞれ、80から
90モル%、5から10モル%、および5から10モル
%の範囲内である。] - 【請求項3】 重水素で置換されてもよい、(N−エチ
ル)アニリノエチル メタクリレート誘導体、(m+
n)モル部と、重水素で置換されてもよいメチルメタク
リレート誘導体、(l)モル部とを重合して、数平均分
子量10,000から100,000の共重合体とし、
次いで、(m)モル部以上の式(C−16)で表される
化合物と、(n)モル部以上の式(C−17)で表され
る化合物とを各々、ジアゾニウム塩とし、次いで、これ
らジアゾニウム塩と前記共重合体とをジアゾカップリン
グさせることを特徴とする、2次非線形光学材料の製造
方法。 【化6】 - 【請求項4】 下記の式(C−13)で表される化合物
(m1+n1)モル部と、下記の式(C−14)で表され
る化合物(l1)モル部とを、重合して、数平均分子量
10,000から100,000の共重合体(C−1
5)とし、次いで、(m1)モル部以上の式(C−1
6)で表される化合物と、(n1)モル部以上の式(C
−17)で表される化合物とを各々、ジアゾニウム塩と
し、次いで、これらジアゾニウム塩と共重合体(C−1
5)とをジアゾカップリングさせることを特徴とする、
請求項3に記載の2次非線形光学材料の製造方法。 【化7】 - 【請求項5】 下記の式(C−18)で表される、3種
の構造単位がランダム共重合している、数平均分子量1
0,000から100,000の、請求項1に記載の2
次非線形光学材料。 【化8】 [式中、l2、m2、n2の比率は、それぞれ、80から
90モル%、5から10モル%、および5から10モル
%の範囲内である。] - 【請求項6】 下記の式(C−13)で表される化合物
(m3+n3)モル部と、下記の式(C−19)で表され
る化合物(l3)モル部とを、重合して、数平均分子量
10,000から100,000の共重合体(C−2
0)とし、次いで、(m3)モル部以上の式(C−1
6)で表される化合物と、(n3)モル部以上の式(C
−17)で表される化合物とを各々、ジアゾニウム塩と
し、次いで、これらジアゾニウム塩と共重合体(C−2
0)とをジアゾカップリングさせることを特徴とする、
請求項3に記載の2次非線形光学材料の製造方法。 【化9】 - 【請求項7】 下記の式(C−21)で表される、3種
の構造単位がランダム共重合している、数平均分子量1
0,000から100,000の、請求項1に記載の2
次非線形光学材料。 【化10】 [式中、l4、m4、n4の比率は、それぞれ、80から
90モル%、5から10モル%、および5から10モル
%の範囲内である。] - 【請求項8】 下記の式(C−22)で表される化合物
(m5+n5)モル部と、下記の式(C−19)で表され
る化合物(l5)モル部とを、重合して、数平均分子量
10,000から100,000の共重合体(C−2
3)とし、次いで、(m1)モル部以上の式(C−1
6)で表される化合物と、(n1)モル部以上の式(C
−17)で表される化合物とを各々、ジアゾニウム塩と
し、次いで、これらジアゾニウム塩と共重合体(C−2
3)とをジアゾカップリングさせることを特徴とする、
請求項3に記載の2次非線形光学材料の製造方法。 【化11】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5109659A JP2813627B2 (ja) | 1992-05-18 | 1993-05-11 | 2次非線形光学材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14999592 | 1992-05-18 | ||
| JP4-149995 | 1992-05-18 | ||
| JP5109659A JP2813627B2 (ja) | 1992-05-18 | 1993-05-11 | 2次非線形光学材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688977A JPH0688977A (ja) | 1994-03-29 |
| JP2813627B2 true JP2813627B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=26449392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5109659A Expired - Lifetime JP2813627B2 (ja) | 1992-05-18 | 1993-05-11 | 2次非線形光学材料およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-05-11 JP JP5109659A patent/JP2813627B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH0688977A (ja) | 1994-03-29 |
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