JPH0256526A - 有機非線形光学材料および組成物 - Google Patents

有機非線形光学材料および組成物

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JPH0256526A
JPH0256526A JP20858988A JP20858988A JPH0256526A JP H0256526 A JPH0256526 A JP H0256526A JP 20858988 A JP20858988 A JP 20858988A JP 20858988 A JP20858988 A JP 20858988A JP H0256526 A JPH0256526 A JP H0256526A
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nonlinear optical
bis
nitrophenyl
compsn
methanediamine
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JP20858988A
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Seizo Miyata
清蔵 宮田
Toshiyuki Watanabe
敏行 渡辺
Hironobu Yamamoto
弘信 山本
Akio Hayashi
昭男 林
Takeshi Hozumi
猛 八月朔日
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Japan Science and Technology Agency
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Research Development Corp of Japan
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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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】 く〈産業上の利用分野〉〉 本発明は、有機非線形光学材料、詳しくは、Ｎ。
Ｎ′−ビス−（４−ニトロフェニル）−メタンジアミン
からなる有機非線形光学効果を有する化合物に関するも
のである。
〈〈従来の技術〉〉 非線形光学材料は、レーザー光の強電界下で２次以上の
非線形応答を示す材料であり、現象的には波長変換、増
幅、変調、短パルス化、スイッチング、メモリー自己制
御など数多くの素子機能をもたらすことから、オプトエ
レクトロニクスや光コンピュータの基幹素材として注目
されている。
リン酸２水素カリウム、ニオブ酸リチウム等の無機誘電
体や半導体を中心に研究開発されてきた。
最近、尿素、２−メチル−４−ニトロアニリン、メチル
−（２，４−ジニトロフェニル）−アミノプロパネート
、３−メチル−４−二トロビリジン−１−オキサイド等
の有機化合物が、従来の無機材料を遥かに上回る非線形
応答を示すことが判り有機非線形光学材料の研究開発が
注目されている。
有機結晶の中には無機結晶に比べ、第２次非線形光学効
果が紫外から近赤外域において１０００倍程度の性能指
数η（１’ｉｄ２／ｎ’　ｄ：ＮＬｏ定数、ｎ：屈折率
）を有するものがある。光応答速度もフェムト秒程度と
格子振動が関与しないため無機結晶に比べ遥かに速く、
また光損傷に対する閾値も大きいことが認められている
。
しかし、 （１）第２次高調波発生（以下ＳＨＧという）は、偶数
次の特徴として対称中心を持つ結晶では発現しないこと
、 （２）非線形光学効果向上を計るため２次の超分子分極
率βを大きく設計すると、吸収が長波長域にまで及び実
用には不向きであること、また中心対称性の結晶を生成
し易いこと、 （３）あるいは、最近開発された２−メチル−４−ニト
ロアニリンなどは蒸気圧が高いために空気中に拡散され
やすく健康障害を起こす危険があること、などが大きな
問題点となっている。
〈〈発明の目的〉〉 本発明の目的とするところは、対称中心を持たない単結
晶であることによってＳＨＧ活性が大きく、しかも室温
で安定であり、さらには、吸収が短波長域に存在し、蒸
気圧が低く、より安価に合成されるＮ、Ｎ’−ビス−（
４−ニトロフェニル）−メタンジアミンからなる有機非
線形光学材料を提供することにある。
また、Ｎ、Ｎ’−ビス−（４−ニトロフェニル）−メタ
ンジアミンをポリマーマトリックスとの複合系にするこ
とにより、実用性に富んだ有機非線形光学材料組成物を
提供することにある。
〈〈発明の構成〉〉 本発明は、Ｎ、Ｎ’−ビス＝（４−ニトロフェニル）−
メタンジアミンからなる有機非線形光学材料である。
本発明によるＮ、Ｎ’−ビス−（４−ニトロフェニル）
メタンジアミンの合成法は種々あるが、その−例を述べ
る。
Ｎ、Ｎ’−ビス−（４−ニトロフェニル）−メタンジア
ミ、ンは、４−ニトロアニリンをホルムアルデヒドと酸
性溶液中で反応させることで得られる。反応溶媒として
は４−ニトロアニリンの溶解度が大きいメタノール、エ
タノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン
、ジメチルホルムアミドなどの極性溶媒が好ましい、ま
た、ベンゼン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン等、場合
によっては無溶媒でも反応は進行し、Ｎ、Ｎ’−ビス−
（４−ニトロフェニル）−メタンジアミンが黄色針状結
晶として得られる。
本発明によるＮ、Ｎ’−ビス〜（４−ニトロフェニル）
メタンジアミンは、粉末法測定でＮｄ　：　ＹＡＧレー
ザ−（波長１０１０６４ｎの照射により第２次高調波を
発生し、入射光の１７２波長（５３２ｎｍ）の緑色光を
発現する。これは、本発明によるＮ、Ｎ’−ビス−（ト
ニトロフェニル）−メタンジアミンが対称中心を持たな
い単結晶で゛あることによってＳＨＧ活性を示したもの
である。しかもその強度は、尿素の１１０倍と大きく、
かつ熱的に安定であった。
次に、本発明におけるＮ、Ｎ’−ビス−（４−ニトロフ
ェニル）−メタンジアミンとポリマーマトリックスとの
複合系により得られる有機非線形光学材料組成物につい
て述べる。用いられるポリマーマトリックスは光損傷の
小さいポリマーであり、このようなものとしては、例え
ば、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリブチレンセバケー
ト、ポリへキサメチレンアジペート等のポリエステル類
、ポリエチレンオキサイド、ポリメチルメタクリレート
、ナイロン、セルロース、さらには、エポキシレジン、
フェノールノボラック、クレゾールノボラック、アニリ
ンノボラックなどを上げることができる。
Ｎ、Ｎ−ビス−（４−ニトロフェニル）−メタンジアミ
ンを、上記ポリマーより選択されるポリマーマトリック
ス中に１ないし８０重量％、好ましくは１０ないし５０
重量％で均一分散させる。その方法としては、均一溶液
からのキャスト、または、熱溶融による均−混合等が上
げられる。溶媒としては、Ｎ。
Ｎｏ−ビス＝（４−ニトロフェニル）−メタンジアミン
およびポリマーの溶解度が高く、比較的沸点の低いもの
が選択される。
〈〈発明の効果〉〉 本発明によるＮ、Ｎ’−ビス−〈４−ニトロフェニル）
メタンジアミンからなる有機非線形光学材料は、ＳＨＧ
が尿素の１１０倍と大きく、しかも熱的に安定であった
。更に、必要に応じて大きな単結晶は成長させることも
可能であり、従って、非線形光学応答を利用した波長変
換素子、光スィッチ等、光制御デバイス、非線形光学デ
バイス等の素材用材料として有効である。
また、Ｎ、Ｎ’−ビス−（４−ニトロフェニル）−メタ
ンジアミンとポリマーマトリックスとの複合系より得ら
れる有機非線形光学材料組成物は、ＳＨＧが尿素の１０
０倍であり、柔軟性のある、または、強度のある組成物
が安定な状態で得られ、成形性も良好であった。従って
、実用性の高い優れた有機非線形光学材料組成物である
。
以下実施例で本発明を更に詳しく説明する。
実施例１ ４−ニトロアニリン６．９ｇ（５０ｍｍｏｌ＞をメタノ
ール１．００ｍ１に溶解し、この溶液中に、ホルムアル
デヒド（３７％）水溶液１０ｇをメタノール２０ｍ１で
希釈し加え、室温で３時間攪拌反応させた０反応終了後
、濃縮析出した反応物をろ別し、メタノール２０１にて
３回洗浄後、減圧下５０℃で乾燥してＮ、Ｎ’−ビス（
４−ニトロフェニル）−メタンジアミン６．９ｇ　（収
率９５％、純度９９．５％以上）を得た。
このものは、融点２３７〜２３８℃（ＤＳＣ測定）、分
子量２８８　（ＦＤ−ＭＳ測定）である、さらに詳しい
分析結果は、下記の通りである。
ＩＨ−ＮＭＲ測定（溶媒重アセトン） δ８．０５，４Ｈ，二重線、Ａｒ−Ｈ５δ７．１８．２
Ｈ，−重線、Ｎ−Ｈδ６．９θ４Ｈ，二重線、Ａｒ−Ｈ
，δ４．９７，２Ｈ，三重線、　Ｃ−ＨＩＲ測定（ＫＢ
ｒ錠剤法） ３４５０ｃａｉ’、Ａｒ−Ｎｔｌ−Ｒ１１２６０ｃｉ’
、Ａｒ−ＮＨ−Ｒ等の出現１６２０ｃｍ、ＮＨ２の消失 ＳＨＧの測定は、Ｎ、Ｎ’−ビス−（４−ニトロフェニ
ル）−メタンジアミンを直径６０〜１００μｍに粒状化
してスライドガラスに挟み、この試料にＱスイッチ付き
Ｎｄ　：　ＹＡＧレーザ−（］、０６４ｎｍ＞による１
０ｎｓｅｃのパルスを照射し、試料より発生したＳ　Ｈ
Ｇを検知した。
標準試料には、同様に粒状化した尿素を用い、尿素の８
８０強度を１としたときの試料の８８０強度を求めるこ
とにより行った。
上記方法により前記試料の８８０強度を測定したところ
、尿素に対して１１０倍のＳＨＧ壽漬を確認することが
できた。
実施例２ Ｎ、Ｎ’−ビス−（４−ニトロフェニル）−メタンジア
ミン１ｇ、ポリメチルメタクリレート４ｇをテトラヒド
ロフラン５０ｇに溶解した。この溶液を温度８０℃にて
キャストすることによりＮ、Ｎ’−ビス−（４−ニトロ
フェニル）−メタンジアミンとポリメチルメタクリレー
トとの複合系を得た。実施例１と同様にして上記の複合
系について８８０強度を測定したところ、尿素に対して
　１００倍のＳＨＧを確認することができた。
比較例１ 実施例１と同様にして、４−ニトロアニリンについて５
）１０強度を測定したところ、Ｓ　ＨＧを確認すること
ができなかった。
比較例２ 実施例２と同様にして４−ニトロアニリンをポリメチル
メタクリレートとの複合系とし、実施例１と同様にして
、この複合系についてＳ　Ｈ０強度を測定したところ、
ＳＨＧを確認することができなかった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、化学式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表されるＮ，Ｎ′−ビス−（４−ニトロフェニル）−
    メタンジアミンからなる有機非線形光学材料。 ２、特許請求の範囲第１項記載の有機化合物とポリマー
    マトリックスとの複合系からなり、該複合系中にＮ−Ｎ
    ′−ビス−（４−ニトロフェニル）−メタンジアミンを
    １ないし８０重量％配合することにより得られる有機非
    線形光学材料組成物。
JP20858988A 1988-08-23 1988-08-23 有機非線形光学材料および組成物 Pending JPH0256526A (ja)

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EP89111875A EP0355326B1 (en) 1988-08-23 1989-06-29 Nonlinear optical material
DE89111875T DE68910224T2 (de) 1988-08-23 1989-06-29 Material für die nichtlineare Optik.
US07/373,131 US5110988A (en) 1988-08-23 1989-06-29 Nonlinear optical material

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03149282A (ja) * 1989-02-22 1991-06-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非線形光学材料組成物及びその製造方法

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