JPH01101523A - 非線形光学材料とそれを用いた非線形光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は非線形光学材料とそれを用いた非線形光学素子
に関し、オプトエレクトロニクス分野で好適に使用され
る非線形光学材料とそれを用いた非線形光学素子に関す
る。

〈従来技術及び発明が解決しようとする間層点〉非線形
光学効果は、媒質に光が入射したとき、その光の電場の
２乗以上の高次の項に比例する分極が生じる現象であり
、レーザ光等の強電界下では非線形光学効果が顕著に現
れる。この非線形光学効果により、第２高調波発生、カ
ー効果、光双安定などが可能となり、特に光の電場の２
乗に比例して起る２次非線形光学効果は光波長変換素子
、光度、調素子等の非線形光学素子としてオプトエレク
トロニクス分野の発展を約束する素子への応用が可能で
あるため多くの注目を集めている。

それらの素子を構成する材料は、現在のところＫＨ２Ｐ
Ｏａ　　（ＫＤＰ）などの一部の無機材料が実用されて
いるにすぎない。しかし、それら無機材料の非線形光学
定数は小さく、それゆえ素子の動作には極めて高い電圧
、または極めて強い光強度が必要であった。このため、
非線形光学定数の大きい材料への要求は極めて強く、様
々な材料探索がなされてきた。無機材料においては、ニ
オブ酸リチウム（Ｌ　ｉ　ＮｂＯ５）が最も大きい非線
形光学定数を有しているが、ニオブ酸リチウムは強いレ
ーザ光を照射すると部分的に屈折率の変化を生じ、また
光で容易に損傷する欠点を有しており未だ実用化されて
いない。

近年になって、無機系材料に比べて有機系材料の方がは
るかに高い非線形光学特性を有することが見出だされ、
例えば、２−メチル−４−二トロアニリン（ＭＮＡ）に
代表されるように、π電子系を有すると共に分子内に電
子供与性基と電子吸引性基とを有し、極めて大きい非線
形光学定数を有する材料が注目されている。しかし、２
次の非線形光学効果を得るためには、結晶構造が反転対
称中心を持たないことが必要であり、さらに結晶内の分
子が一方向に並んだ構造が理想的であるが、２次の非線
形光学定数β（以下、非線形光学定数βと称する）が分
子状態″ｇＭＮＡに比べて大きい化合物、即ち、より大
きい永久双極子モーメントまたより大きいπ電子系を有
する化合物の結晶構造を制御することは極めて困難であ
り、今までＭＮＡより高い２次非線形光学効果を有する
有機系化合物の報告例はほとんどなく、従って、ＭＮＡ
より高効率の非線形光学材料および非線形光学素子は知
られていない。

く目　的〉 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高い
非線形光学効果を有する有機系非線形光学材料とそれを
用いた非線形光学素子を提供することを目的と゛する。

く間゛照点を解決するための手段および作用〉第１の発
明の非線形光学材料は、下記一般式（Ｉ）で表されるカ
ルバゾール系化合物を少なくとも含有することを特徴と
する。

（式中、Ｒは、水素原子、アルキル基、置換基を有して
いてもよいフェニル基を示し、Ｚは、電子吸引性原子ま
たは電子吸引性基を示す）有機非線形光学材料において
、非線形光学定数βを大きくするには、−光の電場によ
り分極が生ずる際に、分子内の電子移動がスムーズに進
行することが必要とされるが、第１の発明は上記の構成
よりなり、一般式（Ｉ）で表されるカルバゾール系化合
物は、カルバゾール性格が電子吸引性原子または電子吸
引性基などを有しているので、電子遷移に伴なって電子
が大きく移動し、分子レベルでの非線形光学定数βが大
きく、顕著な非線形光学効果を有する。

なお、上記一般式（Ｉ）で表される化合物において、Ｒ
が炭素数１〜１５、特に炭素数１〜６の直鎖または分岐
鎖状アルキル基、炭素数１〜１５、特に炭素数１〜６の
直鎖または分岐鎖状アルコキシ基を有していてもよいフ
ェニル基であり、Ｚが、／ＸＸロジン子、シアノ基、ニ
トロ基、ハロゲン原子を有していてもよいアルカンスル
ホニル基、スルホ基、エステル化されたスルホ基、カル
ボキシ基、エステル化されたカルボキシ基、アシル基、
置換基を有していてもよいカルバモイル基および置換基
を有していてもよいスルファモイル基からなる群から選
ばれた電子吸引性原子または電子吸引性基、特にアシル
基である化合物は、電子移動度が大きく、非線形光学定
数βを大きくする上で好ましい。

さらには、一般式（Ｉ）で表される化合物が、３−ホル
ミル−９−メチルカルバゾール、３−ホルミル−９−イ
ソプロピルカルバゾールを少なくとも一１ｑ′ 含有する非線形光学材料、中でも上記化合物の単一成分
５結晶からなる非線形光学材料は、さらに非線形光学定
数が大きく、非線形光学材料として好ましい。

また、第２の発明の非線形光学素子は、光導波部を有す
る非線形光学素子であって、上記光導波部が、上記一般
式口】で表されるカルバゾール系化合物を少なくとも含
有する非線形光学材料で構成されていることを特徴とす
る。

上記構成の非線形光学素子によれば、光導波部が、大き
な非線形光学定数を示す上記一般式（Ｉ）で表される化
合物を少なくとも含有する上記非線形光学材料で構成さ
れているため、非線形光学効果が大きな２次の非線形光
学素子が得られ、光強度の弱いレーザ光でも高強度の第
２高調波を分離でき、また少ない電圧変化でも電気光学
効果を効率よく発現できる。

以下に、第１の発明の詳細な説明する。

上記一般式（Ｉ）で表される化合物において、置換基Ｒ
のうち、アルキル基としては、例えば、メチ一 ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔｅｒ
ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル
、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル
、テトラデシル、ペンタデシルなどのアルキル基が例示
される。上記アルキル基のうち、炭素数１〜１５、特に
炭素数１〜６の直鎖または分枝鎖状アルキル基が好まし
く、中でも、メチル基、エチル基、プロピル基およびイ
ソプロピル基が好ましい。

また、置換基を有していてもよいフェニル基の置換基と
しては、上記アルキル基；ヒドロキシ基；メチロール、
２−ヒドロキシエチル、３−ヒドロキシプロピルなどの
ヒドロキシアルキル基；メトキシ、エトキシ、プロポキ
シ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、１１３
ｒｔ−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘ
プチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシル
オキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシ
ルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシな
どのアルコキシ基：メルカブト基：メチルチオ、エチル
チオ、プロピルチオ、ブチルチオ、ヘキシルチオなどの
アルキルチオ基；ベンジルチオ、フェニルチオ等の置換
基を有していてもよいアラルキルチオまたはアリールチ
オ基；アミノ、メチルアミノ、エチルアミノ、プロピル
アミノ、イソプロピルアミノ、ブチルアミノ、ヘキシル
アミノ、ジメチルアミノ、メチルエチルアミノ、ジエチ
ルアミノ、ジプロピルアミノ、ジブチルアミノなどのア
ルキル基を有していてもよいアミノ基；ベンジルアミノ
、ベンズヒドリル、トリチルアミノなどのアラルキルア
ミノ基；フェニルアミノ、ジフェニルアミノなどのアリ
ールアミノ基；フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロ
ゲン原子等が例示できる。

上記フェニル基の置換基のうち、アルキル基、ヒドロキ
シ基、アルコキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基、
アルキル基を有していてもよいアミノ基からなる群から
選ばれたもの、特に炭素数１〜１５、中でも炭素数１〜
６の直鎖または分枝鎖状アルコキシ基が好ましい。また
、上記置換基は、ベンゼン環の適宜の位置に置換してい
てよいが、電子遷移に伴う電子移動が大きなｐ−位に置
換しているのが好ましい。また、上記置換基は、ベンゼ
ン環に少なくとも１個置換していればよい。

置換基Ｚは、電子吸引性原子または電子吸引性基を示す
。該電子吸引性原子または電子吸引性基としては、例え
ば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子；
シアノ基；ニトロ基；メタンスルホニル、エタンスルホ
ニル、プロパンスルホニル、ブタンスルホニル、トリフ
ルオロメタンスルホニル、２，２．２−トリフルオロエ
タンスルホニルなどのハロゲン゛原子を有していてもよ
いアルカンスルホニル基；スルホ基；メトキシスルホニ
ル、エトキシスルホニル、プロポキシスルホニル、イソ
プロポキシスルホニル、ブトキシスルホニル、ｔｅｒｔ
−ブトキシスルホニル、ペンチルオキシスルホニル、ヘ
キシルオキシスルホニル、オクチルオキシスルホニルな
どのアルコキシスルホニル、フェノキシスルホニル、ｐ
−シアノフェノキシスルホニルなどの置換基を有してい
てもよいフェノキシスルホニル等のエステル化されたス
ルホ基；カルボキシ基；メトキシカルボニル、エトキシ
カルボニル、プロポキシカルボニル、インプロポキシカ
ルボニル、ブトキシカルボニル、イソブトキシカルボニ
ル、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル、ヘキシルオキシカ
ルボニル、ヘプチルオキシカルボニル、オクチルオキシ
カルボニル、ノニルオキシカルボニル、デシルオキシカ
ルボニル、ウンデシルオキシカルボニル、ドデシルオキ
シカルボニル、トリデシルオキシカルボニル、テトラデ
シルオキシカルボニル、ペンタデシルオキシカルボニル
などのアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル
、ｐ−ニトロフェノキシカルボニルなどの置換基を有し
ていてもよいアリールオキシカルボニル、ベンジルオキ
シカルボニル、ベンズヒドリルオキシカルボニルなどの
アラルキルオキシカルボニル等のエステル化されたカル
ボキシ基；ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリ
ル、ヘキサノイル、ベンゾイルなどのアシル基；カルバ
モイル、メチルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、
エチルカルバモイル、プロピルカルバモイル、フェニル
カルバモイル、ベンジルカルバモイルなどの置換基を有
していてもよいカルバモイル基；スルファモイル、メチ
ルスルファモイル、エチルスルファモイル、フェニルス
ルファモイル、ベンジルスルファモイルなどの置換基を
有していてもよいスルファモイル基；ニトロソ基；スル
フィノ基；チオカルボキシ基などが例示できる。

上記置換基２は、所望する電子吸引性の強さや非線形光
学効果などに応じて適宜選択することができ、例えば、
ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、エステル化されて
いてもよいスルホ基、カルボキシ基、エステル化された
カルボキシ基、置換基を有していてもよいカルバモイル
基などであってもよいが、ホルミル、アセチルなどのア
シル基が好ましい。また、上記置換基２の置換位置は、
特に限定されず、カルバゾール骨格の１−位、２−位ま
たは４−位であってもよいが、カルバゾール骨格の３−
位に置換しているものが非線形光学効果を高める上で好
ましい。

上記一般式（Ｉ）で表されるカルバゾール系化合物は、
光などの電場により分極が生じる際、電子移動度が大き
く、大きな非線形光学定数βを示し、非線形光学材料と
して好ましい分子構造および結晶構造となる。

特に、・前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、３−ホ
ルミル−９−メチルカルバゾール、３−ホルミル−９−
イソプロピルカルバゾールである非線形光学材料は、さ
らに非線形光学定数が大きく、非線形光学材料として好
ましい。

前記一般式（Ｉ）で表される化合物を少なくとも含有す
る非線形光学材料は、一般式（Ｉ）で表される化合物の
単一成分結晶であってもよく、一般式（Ｉ）で表される
化合物と、他の非線形光学材料や液晶性高分子との混合
物からなる混合物結晶または混合物固体であってもよい
。

前記一般式（Ｉ）で表される化合物の単一成分結晶は、
結晶状態でも非線形光学定数βが大きく、顕著な２次非
線形光学効果を有する。また、上記混合物結晶または混
合物固体にあっては、結晶における分子配列を制御し、
２次非線形光学効果の大きな非線形材料とすることがで
きる。

上記他の非線形光学材料としては、種々の有機非線形光
学材料が用いられるが、好ましくは非線形光学定数の大
きい材料、例えば、２次の非線形光学定数βが５　Ｘ　
１０−”　ｅｓｕ以上の化合物が用いられる。このよう
な有機非線形光学材料としては、分子内に電子吸引性基
と電子供与性基を有する化合物、例えば、前記ＭＮＡの
他、１−メトキシ−４−（４−ニトロベンジリデンアミ
ノ）ベンゼン、ｌ−メチル−４−（４−ニトロベンジリ
デンアミノ）ベンゼン、１−エチル−４−（４−ニトロ
ベンジリデンアミノ）ベンゼン、１−プロピル−４−（
４−ニトロベンジリデンアミノ）ベンゼン、１−ブチル
−４−（４−ニトロベンジリデンアミノ）ベンゼン、１
−（４−二トロベンジリデンアミノ）−４−ヘキシルベ
ンゼン、１−（４−ニトロベンジリデンアミノ）−４−
オクチルベンゼン、１−エチル−４−（４−シアノベン
ジリデンアミノ）ベンゼン等のシッフ塩基型化合物；１
−メチルアミノアントラキノン、２−メチルアミノアン
トラキノン、１．４−ジアミノ−６−ニトキシカルボニ
ルアントラキノン、１．４−ジアミノ−２＝（Ｉ−ピロ
リジニル）アントラキノン等のアントラキノン誘導体；
エチル　１．３−ジチオール−２−イリデンシアノアセ
テート、エチル　４−メチル−１，３−ジチオール−２
−イリデンシアノアセテート等のジチオール誘導体；β
、β−ジシアノー４−メトキシスチレン、β、β−ジシ
アノー４−メチルスチレン等のスチレン誘導体；２−プ
ロモー４−ニトロ−Ｎ、Ｎ−’））ｆ）ｋアニリン、４
−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ−４′−二トロスチルベン；
２−エチルアミノ−１，３，４−チアジアゾールなどが
例示される。前記一般式口）で表される化合物と上記の
有機非線形光学材料との。

混合比は、所望する光学特性、化合物の物性（例えば、
融点、溶解度、λ■ａＸなど）等により適宜選択できる
。

なお、一般式（Ｉ）で表される化合物の単一成分からな
る結晶、または一般式（Ｉ１で表される化合物と前記他
の非線形光学材料との混合物結晶は、例えば、一般式（
Ｉ）で表される化合物などを加熱溶融後、冷却して結晶
化させる方法；適当な溶媒に適当な温度で溶解した後、
溶媒を除去するかまたは温度を降下させることにより、
結晶化させる方法；真空蒸着、分子線エピタキシー等の
気相成長法を用いる方法等が例示できる。なお、第１の
結晶化法においては、結晶化させる際、一般式（Ｉ）で
表され化合物の融液を温度勾配を有する加熱炉中で結晶
化させる融液固化法であってもよい。また、第２の結晶
化法で使用される有機溶媒は、水素結合が可能なヒドロ
キシ基を有するメタノール、エタノールなどの極性溶媒
でもよく、アセトニトリル、酢酸エチル、ジエチルエー
テル、テトラヒドロフランなどの極性溶媒、ベンゼン、
トルエン、シクロヘキサンなどの無極性または極性の小
さな溶媒であってもよい。なお、この際、必要、により
、不斉炭素を有する溶媒、例えば、（Ｒ）−２−ブタノ
ール等の不斉炭素を有する溶媒より結晶を得てもよい。

また、上記液晶性高分子としては、側鎖にメソーゲン基
を有する側鎖型液晶性高分子、側鎖型ポリアクリレート
系液晶高分子、側鎖型ポリシロキサン系液晶高分子など
が例示される。上記液晶性高分子との混合物固体とする
ことにより、液晶性高分子の分子配向性を利用して前記
一般式（Ｉ）で表される化合物の分子配列を制御するこ
とができる。

また、前記の一般式（Ｉ）で表される化合物と液晶性高
分子との混合物固体は、一般式（Ｉ）で表される化合物
と液晶性高分子との混合物を溶融させた後、徐々に冷却
して液晶状態とし、次いで電場または磁場を印加し、そ
の状態で冷却し固化させることにより得られる。電場ま
たは磁場の印加により液晶性高分子が配向した状態で固
化するので、一般式（Ｉ）で表される化合物が対称中心
を持たない分子配列状態の固体を得ることができる。上
記の一般式（Ｉ）で表される化合物と液晶性高分子との
混合物において、各成分の混合比は一般式（Ｉ）で表さ
れる化合物が分子配向した固体状態をとり得るものであ
れば特に限定されず、一般式（Ｉ）で表される化合物お
よび使用される液晶性高分子の性状（例えば、相転移温
度など）等により適宜選択することができ、通常一般式
（Ｉ）で表される化合物の含有量は、２〜６０重量％程
度とされる。なお、前記置換基Ｒおよび２において、炭
素数２〜１５、特に炭素数４〜１５のアルキル基または
アルコキシ基やアルコキシ部分の炭素数２〜１５、特に
炭素数４〜１５のアルコキシカルボニル基などを有する
化合物は、上記液晶性高分子との相溶性に優れるので、
混合物固体における分子配列をより一層制御することが
できると共に、薄膜化できるという利点がある。

上記のように、前記一般式（Ｉ）で表される化合物を少
なくとも含有する非線形光学材料は、非線形光学定数β
が大きく、顕著な非線形光学材料を有する。従って、オ
プトエレクトロニクス分野で使用される非線形光学素子
用材料、例えば、光波長変換素子用材料や、位相変調素
子、振幅変調素子、周波数変調素子、パルス変調素子、
偏波面変調素子等の光変調素子用材料として好適である
。また、上記非線形光学材料は、一般式（Ｉ）で表され
る化合物の結晶そのものを光波長変換素子として用いる
ことが可能であるが、非線形光学材料を先導波路とする
導波路型光波長変換素子としてもよいＣＪ。

Ｚｙｓｓ、　Ｊ、　Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎｌｃｓ　ｌ、　２５（Ｉ９８５）など参照］。導波
路型光波長変換素子とすることにより、導波路内に光を
閉じ込めるので、光パワー密度が大きくなり、また相互
作用長を長くすることができるので高効率化を図ること
ができ、さらにモード分散を利用した位相整合も可能で
ある。

〈実施例〉 以下に、実施例を示す添附図面に基づいて、上記第１の
発明の非線形光学材料を用いた非線形光学素子について
詳細に説明する。

第１図は本発明の光波長変換素子の一実施例であり、第
２高調波発生素子としての光フアイバー型光波長変換素
子の概略図を示し、一般式（Ｉ）で表される化合物を少
なくとも含有する非線形光学材料（以下、非線形媒質と
称する）からなるコア（Ｉ）が、ガラス等の２次の非線
形光学効果を示さない媒質（以下、等方性媒質と称する
）からなるクラッド（２）で被覆された構造を有し、同
図中、−点鎖線は入射された光の基本波を、二点鎖線は
第２高調波を示す。レーザ光等の光はレンズ等で集光さ
れ、上記光波長変換素子の一端面からコア（Ｉ）に入射
される。コア（Ｉ）を形成する非線形媒質は大きい２次
の非線形光学効果を示すので、コア（Ｉ）の他端面より
出射される光は基本波と第２高調波を含み、プリズム、
フィルタ等の分光手段により分離することにより第２高
調波が取り出される。

また第２図および第３図は、それぞれ光波長変換素子の
他の実施例を示す概略図であり、図面中、−点鎖線およ
び二点鎖線はそれぞれ第１図と同様な意味を示す。

第２図に示される光波長変換素子では、等方性媒質から
なる基板（２２）上に非線形媒質からなる光導波部（２
１）が形成されており、またｆｆ１３図に示される光波
長変換素子においては、等方性媒質からなる基板（３２
）と、同じく等方性媒質からなるトップ層（３３）との
間に非線形媒質からなる光導波部（３１）が形成されい
る。上記の光波長変換素子は、第１図に示される光波長
変換素子と同様にして使用される。

また、光変調素子としても従来から用いられている形態
のデバイスとすることができる。第４図は、その−例と
して、位相変調素子として、横型動作の先導波路型光変
調素子の概略図を示し、等方性媒質よりなる基板（４２
）中に、非線形媒質からなる導波部（４１）が設けられ
ていると共に、該導波部（４１）を介して２つの電極（
４３）が長さ方向に沿って対向する位置に設けられてお
り、該電極（４３）間に電圧を印加することにより電界
が形成される。

上記素子において、導波部（４１）の長さ方向の一端か
ら入射された光が導波部（４１）を通過し他端面から出
射される際、導波部（４１）を構成する非線形媒質の屈
折率が変化すると出射される光の位相も変化する。非線
形媒質の屈折率は印加電圧により変化するので、電極（
４３）間の印加電圧を変化させることにより、出射光の
位相変調を行なうことができる。

上記第１図から第４図に示される光波長変換素子におい
て、コア（Ｉ）および光導波部（２１）（３１）（４１
）の形成は、例えば、非線形媒質原料を、それぞれ等方
性媒質からなるキャピラリー中、等方性媒質からなる導
波路基板上、または等方性媒質からなる導波路基板間で
、加熱溶融後、ゆっくりと冷却させて結晶を析出させる
方法、基板上に真空蒸着法、高周波スパッタリング法等
によって結晶を析出させる方法などにより行われ、また
、適当な有機溶媒に非線形媒質原料を溶解させた溶液か
ら、上記キャピラリー中、基板上または基板間に結晶を
析出させる方法によってもよい。さらに、場合によって
は、キャピラリー中、基板上または基板間で非線形媒質
との接触界面となるべき部分を配向処理材で処理した後
、非線形媒質を析出、結晶成長させ光波長変換素子など
を形成してもよい。

配向処理材としては、無機塩および有機塩（例えば、臭
化ヘキサデシルトリメチルアンモニウムなど）、適当な
高分子（例えば、ポリアミドなど）からなる薄膜、金属
錯体、金属薄膜（例えば、斜め蒸着した金薄膜など）等
が例示される。

なお、°本発明の非線形光学素子は上記実施例に限定さ
れるものではなく、光変調素子としては、振幅変調する
ことができる縦型動作の先導波路型光変調素子でもよく
、また結晶などの非線形媒質自体に直接電圧を印加する
形態とすることもできる。なお、光変調素子においては
、非線形媒質の対称性、結晶軸の方向等により、位相変
調を効率よく行なうための電界印加方向が異なるので、
それらに基づき電極の構成を適宜変更するのがよい。

以下、具体例に基づいて本発明をより詳細に説明する。

具体例１ ３−ホルミル−９−メチルカルバゾール（融点７４〜７
６℃）の結晶を加熱溶融させた後、ガラスキャピラリー
（内径２〜８／ｆｆｉ、外径０．２〜１間、長さ５〜３
０Ｍ）中に、毛細管現象を利用して注入すると共に、温
度７６〜９０℃の高温炉から温度１０〜３５℃の室温へ
、１〜１０　ｎｖｎ／　ｈｒ。

の速度で引き出して結晶を成長させた。

次いで、光学顕微鏡で観察しながら単結晶成長している
部分を長さ５〜１８ｎｖｎに切り取った後、顕微鏡で観
察しながら、上記化合物からなるコア端面をさらに汐ツ
ターナイフで所定長さに切り出し、ファイバー型素子を
作製した。

得られたファイバー型素子の一端から、波長１．０６４
−のＮｄ　：　ＹＡＧレーザ光を照射したところ、他端
面から波長０．５３２μｍの第２高調波の発生が観測さ
れた。

また、上記ファイバー型素子に用いた３−ホルミル−９
−メチルカルバゾールの結晶に、波長１．０６４−のＮ
ｄ：ＹＡＧレーザ光を照射したところ、上記と同様、第
２高調波である波長０．５３２−の光が観測された。

具体例２ 具体例１の３−ホルミル−９−メチルカルバゾールに代
えて、３−ホルミル−９−イソプロピルカルバゾールを
用い、高温炉の温度８８〜１００℃とする以外は上記具
体例１と同様にして、ファイバー型素子を作製し、得ら
れた素子の一端面から、波長１．０６４仏のＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザ光を照射したところ、他端面から波長０．５３
２μ層の第２高調波の発生が観測された。

また、上記３−ホルミル−９−イソプロピルカルバゾー
ルの結晶に、波長１．０６４−のＮｄ：ＹＡＧレーザ光
を照射したところ、上記と同様、第２高調波である波長
０．５３２μｍの光が観測された。

（発明の効果〉 以上のように、第１の発明の非線形光学材料によれば、
前記一般式（Ｉ）で表される化合物が、カルバゾール骨
格に電子吸引性基などを有するので、前記一般式ｍで表
される化合物を少なくとも含有する非線形光学材料は、
光などの電場により分極が生ずる際の電子移動が速やか
に起こり、非線形光学定数βが大きく、顕著な非線形光
学効果を示す。

また、第２の発明の非線形光学素子によれば、上記第１
の発明の非線形光学材料を用いているため、２次の非線
形光学素子が得られ、光強度の弱いレーザ光でも高強度
の第２高調波を分離でき、また少ない電圧変化でも電気
光学効果を効率よく発現できるという特有の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光波長変換素子としての非線形光学素子の一
実施例を示す概略図、 第２図および第３図は、それぞれ光波長変換素子として
の非線形光学素子の他の実施例を示す概略図、 第４図は、位相変調素子としての非線形光学素子の一実
施例を示す概略図である。 （Ｉ）・・・・・・コア、Ｑ）・・・・・・クラッド、
（２１）　（！１１）　（４１）・・・光導波部、（２
２）　＜３２）　（４２）・・・基板、（３３）・・・
トップ層、（４３）・・・電極。 第１図 第２図 第３図 第４図　　゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記一般式（ I ）で表される化合物を少なくとも
   含有することを特徴とする非線形 光学材料。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒは、水素原子、アルキル基、 置換基を有していてもよいフェニル基を 示し、Ｚは、電子吸引性原子または電子 吸引性基を示す） ２、一般式（ I ）で表される化合物において、Ｒが炭
   素数１〜１５の直鎖または分岐鎖 状アルキル基、炭素数１〜１５の直鎖ま たは分岐鎖状アルコキシ基を有していて もよいフェニル基である上記特許請求の 範囲第１項記載の非線形光学材料。 ３、一般式（ I ）で表される化合物において、Ｒが炭
   素数１〜６の直鎖または分岐鎖状 アルキル基、炭素数１〜６の直鎖または 分岐鎖状アルコキシ基を有していてもよ いフェニル基である上記特許請求の範囲 第１項または第２項記載の非線形光学材 料。 ４、一般式（ I ）で表される化合物において、Ｚが、
   ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ 基、ハロゲン原子を有していてもよいア ルカンスルホニル基、スルホ基、エステ ル化されたスルホ基、カルボキシ基、エ ステル化されたカルボキシ基、アシル基、 置換基を有していてもよいカルバモイル 基および置換基を有していてもよいスル ファモイル基からなる群から選ばれた電 子吸引性原子または電子吸引性基である 上記特許請求の範囲第１項記載の非線形 光学材料。 ５、一般式（ I ）で表される化合物が、３−ホルミル
   −９−メチルカルバゾールである 上記特許請求の範囲第１項記載の非線形 光学材料。 ６、一般式（ I ）で表される化合物が、３−ホルミル
   −９−イソプロピルカルバゾール である上記特許請求の範囲第１項記載の 非線形光学材料。 ７、一般式（ I ）で表される化合物の単一成分結晶か
   らなる上記特許請求の範囲第１項 記載の非線形光学材料。 ８、光導波部を有する非線形光学素子であ って、上記光導波部が下記一般式（ I ）で表される化
   合物を少なくとも含有する非線 形光学材料で構成されていることを特徴 とする非線形光学素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒは、水素原子、アルキル基、 置換基を有していてもよいフェニル基を 示し、Ｚは、電子吸引性原子または電子 吸引性基を示す） ９、非線形光学素子が、非線形光学材料か らなるコアと、該コアを被覆する非線形 光学効果を示さない媒質からなるクラッ ドとで構成されている上記特許請求の範 囲第８項記載の非線形光学素子。 １０、非線形光学素子が、非線形光学効果を示さない媒
   質からなる基板と、該基板に 形成された非線形光学材料からなる光導 波部とで構成されている上記特許請求の 範囲第８項記載の非線形光学素子。 １１、非線形光学素子が、非線形光学効果を示さない媒
   質からなる基板と、非線形光 学効果を示さない媒質からなる層と、上 記基板と層との間に形成された非線形光 学材料からなる光導波部とで構成されて いる上記特許請求の範囲第８項記載の非 線形光学素子。 １２、非線形光学素子が、非線形光学効果を示さない媒
   質からなる基板と、該基板に 形成された非線形光学材料からなる光導 波部と、上記光導波部に電界を作用させ る電極とで構成されている上記特許請求 の範囲第８項記載の非線形光学素子。