JPH03142419A - Nonlinear optical element - Google Patents

Nonlinear optical element

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JPH03142419A
JPH03142419A JP28162889A JP28162889A JPH03142419A JP H03142419 A JPH03142419 A JP H03142419A JP 28162889 A JP28162889 A JP 28162889A JP 28162889 A JP28162889 A JP 28162889A JP H03142419 A JPH03142419 A JP H03142419A
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豊史 大橋
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隆 小嶋
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明 伊坪
Hideo Toda
秀夫 戸田
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Abstract

PURPOSE:To obtain a nonlinear optical element having a significant nonlinear optical effect and superior durability by using a naphthalenone compd. having a compsn. represented by a prescribed formula. CONSTITUTION:An org. nonlinear optical element is made of a naphthalenone compd. represented by formula 1, wherein each of R<1>-R<7> is a substituent selected among H, a 1-20C aliphat., alicyclic or arom. group, acyl, amino, cyano, nitro, azo and halogen. Since the naphthalenone compd. has a significant nonlinear optical effect, superior suitability to crystal growth and superior durability, the org. nonlinear optical element is adaptable to various uses applying a nonlinear optical effect.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光情報処理や光通信などのオプトエレクトロ
ニクス分野で用いられる有機非線形光学素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to an organic nonlinear optical element used in the field of optoelectronics such as optical information processing and optical communication.

(従来の技術) 近年、非線形光学効果(レーザー光を物質に照射した時
、その相互作用によって入射光と異なった成分を持つ出
射光が得られる現像等)を有する材料が注目されている
(Prior Art) In recent years, materials that have nonlinear optical effects (such as development in which when a substance is irradiated with laser light, an emitted light having a different component from the incident light is obtained due to the interaction) have been attracting attention.

かかる材料は、一般に非線形光学材料として知られてい
る。非線形光学材料とは、物質と光の電界との相互作用
によって誘起される電子の誘発分極が、電界に対して非
線形な応答を生じる、いわゆる非線形光学効果を有する
材料を指し、一般に次式により示される2次の項以上の
ものにより生じる。
Such materials are commonly known as nonlinear optical materials. A nonlinear optical material refers to a material that has a so-called nonlinear optical effect, in which the induced polarization of electrons induced by the interaction between a substance and an electric field of light produces a nonlinear response to the electric field, and is generally expressed by the following equation. This is caused by more than the second-order term.

P=χIll E+χ(21E・E+χ”’E−E−E
+・・−・・・(式中、Pは物質の分極率、Eは電界、
χ(0) はn次の非線形感受率を表わす) 特に2次の効果を利用した第二高調波発生(SHG)と
して知られている現象によれば、入射光は第二高調波で
ある2倍の周波数を有する光波となる。また電圧によっ
て屈折率が変化したりする。これらは、例えばrNon
 1iner OpticalProperties 
of Organic and Polymeric 
Materi−alsJ  ACS、SXMPOSIU
M  5ERIES  233.David  J。
P=χIll E+χ(21E・E+χ"'EE-E-E
+・・・−・・・(In the formula, P is the polarizability of the substance, E is the electric field,
(χ(0) represents the nth-order nonlinear susceptibility) According to a phenomenon known as second harmonic generation (SHG), which utilizes the second-order effect in particular, the incident light is the second harmonic 2 It becomes a light wave with twice the frequency. Also, the refractive index changes depending on the voltage. These are, for example, rNon
1iner OpticalProperties
of Organic and Polymeric
MaterialsJ ACS, SXMPOSIU
M 5ERIES 233. David J.

Willams編(ACS、1983年刊);「有機非
線形光学材料」加藤政雄、中西へ部編(シー・エム・シ
ー社、1985年刊)などに記述されている。
Williams (ed., ACS, 1983); "Organic Nonlinear Optical Materials", edited by Masao Kato and Hebe Nakanishi (CMC, published in 1985), etc.

非線形光学材料の用途の一つに二次の非線形光学効果に
基づいた第二高調波発生および和周波、差周波を用いた
波長変換デバイスがあり。
One of the applications of nonlinear optical materials is second harmonic generation based on second-order nonlinear optical effects, and wavelength conversion devices using sum frequency and difference frequency.

光信号処理の上で極めて重要な役割を担っている。It plays an extremely important role in optical signal processing.

これまで、このような非線形光学素子用材料として実用
上用いられているものは、リン酸二水素カリウム(KD
P):ニオブ酸リチウム(LiNbO−)などの無機系
の強誘電性結晶が知られている。
So far, the material that has been practically used for such nonlinear optical elements is potassium dihydrogen phosphate (KD
P): Inorganic ferroelectric crystals such as lithium niobate (LiNbO-) are known.

しかし、近年になり、電子供与基および電子吸引基を有
する共役系のベンゼン誘導体は、前述の無機結晶を大き
く上回る非線形光学材料としての諸性能を有しているこ
とが知られるようになった。
However, in recent years, it has become known that conjugated benzene derivatives having an electron-donating group and an electron-withdrawing group have various performances as nonlinear optical materials that far exceed those of the above-mentioned inorganic crystals.

かかる有機共役系の重要な点は、非線形光学効果を生む
原因が無機材料に見られる核座標の変位もしくは再配置
とは異なり、π電子雲の分極や強い分子間相互作用にあ
ることである。
An important point of such organic conjugated systems is that the cause of nonlinear optical effects is the polarization of the π-electron cloud and strong intermolecular interactions, unlike the displacement or rearrangement of nuclear coordinates found in inorganic materials.

このような非線形光学効果を示す有機材料としては、分
子内にπ電子共役系を有しその分子内電荷移動の程度が
大きいことが要求されるが、さらに結晶の反転対称性の
ないことも必要要件となる。例えば、p−ニトロアニリ
ンあるいはジメチルアミノニトロスチルベンなどは分子
分極率は大きいちのの、結晶状態では反転対称性を有す
るため、第二高調波発生は全く観測されない。
Organic materials that exhibit such nonlinear optical effects are required to have a π-electron conjugated system in their molecules and a high degree of intramolecular charge transfer, but they also need to have no inversion symmetry in their crystals. It becomes a requirement. For example, although p-nitroaniline or dimethylaminonitrostilbene have a high molecular polarizability, they have inversion symmetry in the crystalline state, so no second harmonic generation is observed.

このような点を考慮し、非線形光学効果を有する有機材
料として、結晶の反転対称性を抑制しうる構造を有する
化合物が種々提案されている。例えば、2−メチル−4
−ニトロアニリン(MNA)では反転対称性のあるp−
ニトロアニリンのオルト位にメチル基が結合した構造と
なっており、このメチル基の効果で反転対称性が抑えら
れ、この結果大きな第二高調波発生を示すようになって
いる。
In consideration of these points, various compounds having structures capable of suppressing the inversion symmetry of crystals have been proposed as organic materials having nonlinear optical effects. For example, 2-methyl-4
-Nitroaniline (MNA) has inversion symmetry p-
It has a structure in which a methyl group is bonded to the ortho position of nitroaniline, and the effect of this methyl group suppresses inversion symmetry, resulting in large second harmonic generation.

(発明が解決しようとする課題) しかし、結晶、薄膜など、バルク状態で反転対称性がな
く、かつ吸収極大も短波長側になると同時に分子のもつ
非線形光学性の大きな有機非線形光学材料が見当らない
のが現状であり、これら諸条件を満たす有機材料を見出
し、非線形光学素子への応用を図ることが強く要望され
ている。
(Problem to be solved by the invention) However, there are no organic nonlinear optical materials such as crystals or thin films that do not have inversion symmetry in the bulk state, and have an absorption maximum on the short wavelength side, and at the same time have large nonlinear optical properties of molecules. At present, there is a strong desire to find organic materials that meet these conditions and apply them to nonlinear optical elements.

そこで、本発明の課題は、上記の実情に鑑み、反転対称
性がなく大きな非線形光学効果を有する有機非線形光学
材料を用いた非線形光学素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned circumstances, an object of the present invention is to provide a nonlinear optical element using an organic nonlinear optical material that has no inversion symmetry and has a large nonlinear optical effect.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、鋭意研究の結果上記課題を解決し、本発
明を達成するに至った。
(Means for Solving the Problems) As a result of intensive research, the present inventors have solved the above problems and achieved the present invention.

すなわち本発明の非線形光学素子は、下記一般式(1) (式中、R1−R7は同一であっても異なっていてもよ
く、水素原子、炭素数1〜20の脂肪族、脂環式又は芳
香族基、アシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、ア
ゾ基及びハロゲン原子から選ばれた置換基を表わす)で
示されるナフタレノン化合物からなることを特徴とする
That is, the nonlinear optical element of the present invention has the following general formula (1) (wherein, R1 to R7 may be the same or different, a hydrogen atom, an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, an alicyclic group, or It is characterized by consisting of a naphthalenone compound represented by a substituent selected from an aromatic group, an acyl group, an amino group, a cyano group, a nitro group, an azo group, and a halogen atom.

本発明の一般式(1)中のR’−R’において、炭素数
1〜20の脂肪族基としては、メチル、エチル、プロピ
ル、ブチル、ヘキシル、ウンデシル、ヘプタデシルなど
のアルキル基;クロルエチル、ブロムプロピルなどのハ
ロアルキル基;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:ベンジル、2−
フェニルエチルなどのアリールアルキル基:メトキシ、
エトキシ、ブトキシなどのアルコキシ基:メチルチオ、
エチルチオなどのアルキルチオ基:メトキシカルボニル
、エトキシカルボニル、ブトキシカルボニルなどのアル
コキシカルボニル基などが挙げられる。
In R'-R' in the general formula (1) of the present invention, examples of the aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, undecyl, and heptadecyl; Haloalkyl groups such as propyl; hydroxyalkyl groups such as 2-hydroxyethyl and 3-hydroxypropyl; benzyl, 2-
Arylalkyl groups such as phenylethyl: methoxy,
Alkoxy groups such as ethoxy and butoxy: methylthio,
Alkylthio groups such as ethylthio; alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, and butoxycarbonyl; and the like.

脂環式基としては、シクロヘキシルなどのシクロアルキ
ル基;シクロヘキセニルなどのシクロアルキル基などが
挙げられる。
Examples of the alicyclic group include cycloalkyl groups such as cyclohexyl; and cycloalkyl groups such as cyclohexenyl.

芳香族基としては、フェニル、トリル、キシリル、4−
t−ブチルフェニル、4−アミノフェニル、4−ニトロ
フェニル、4−メトキシフェニル、4−シアノフェニル
、ナフチルなどのアリール基:フェノキシ、4−t−ブ
チルフェノキシ、4−アミノフェノキシ、4−ニトロフ
ェノキシなどのアリールオキシ基:フェニルチオ、トリ
ルチオなどのアリールチオ基などが挙げられる。
Aromatic groups include phenyl, tolyl, xylyl, 4-
Aryl groups such as t-butylphenyl, 4-aminophenyl, 4-nitrophenyl, 4-methoxyphenyl, 4-cyanophenyl, naphthyl: phenoxy, 4-t-butylphenoxy, 4-aminophenoxy, 4-nitrophenoxy, etc. Aryloxy group: Examples include arylthio groups such as phenylthio and tolylthio.

アシル基としては、アセチル、プロピオニル、ヘキサノ
イル、ウンデカノイルなどのアルカノイル基、あるいは
ベンゾイルなどのアロイル基が挙げられる。
Examples of the acyl group include alkanoyl groups such as acetyl, propionyl, hexanoyl, and undecanoyl, and aroyl groups such as benzoyl.

アミノ基としては、無置換のアミノ:メチルアミノ、エ
チルアミノ、プロピルアミノ、インプロピルアミノ、ヘ
キシルアミノなどの炭素WX 1〜6のアルキル基が置
換したアルキルアミノ基;ジメチルアミノ、ジエチルア
ミノ、ジプロピルアミノ、ジイソプロピルアミノ、ジエ
チルアミノ、メチルエチルアミノ、メチルプロピルアミ
ノ、エチルブチルアミノなどの炭素数1〜6のアルキル
基が置換したジアルキルアミノ基;フェニルアミノ、ジ
フェニルアミノなどの炭素数6〜8のアリール基が置換
したアリールアミノ基;メチルフェニルアミノ、エチル
フェニルアミノなどのアルキルアリールアミノ基等が挙
げられる。
As an amino group, unsubstituted amino: carbon WX such as methylamino, ethylamino, propylamino, inpropylamino, hexylamino, etc. Alkylamino group substituted with an alkyl group of 1 to 6 carbon atoms; dimethylamino, diethylamino, dipropylamino , diisopropylamino, diethylamino, methylethylamino, methylpropylamino, ethylbutylamino, and other alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms substituted dialkylamino groups; phenylamino, diphenylamino, and other aryl groups having 6 to 8 carbon atoms; Substituted arylamino groups; examples include alkylarylamino groups such as methylphenylamino and ethylphenylamino.

げられる。can be lost.

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素などが挙げ
られる。
Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, and bromine.

本発明の一般式(1)で表わされるナフタレノン化合物
において、好ましい置換基R1〜R?としては、水素原
子、アルキル基、アルコキシカルボニル基及び置換基を
有するか有しない芳香族基である。
In the naphthalenone compound represented by the general formula (1) of the present invention, preferred substituents R1 to R? Examples include hydrogen atoms, alkyl groups, alkoxycarbonyl groups, and aromatic groups with or without substituents.

特に好ましい置換基R’−R’の例を下記の第1表に示
す。
Examples of particularly preferred substituents R'-R' are shown in Table 1 below.

第 表 1 2 ■3 4 s 6 v 1 1! 1 1 1] 1 coocaus C11゜ 1 1 Us 1! 1 cooctns 上記したナフタレノン化合物(1) は、 例え ば、次のようにして製造することができる。No. table 1 2 ■3 4 s 6 v 1 1! 1 1 1] 1 coocaus C11゜ 1 1 Us 1! 1 cooctns The above naphthalenone compound (1) teeth, example For example, it can be manufactured as follows.

一般式(2) (式中、R1−R6は前述のものと同義である)で示さ
れる置換ジハイドロキシナフクレンを、ヨウ化メチル及
び炭酸カリウムと反応させ、一般式(3) (式中、R1−R6は前述のものと同義である)で示さ
れる化合物を生成させた後、ナトリウム及び液体アンモ
ニアと反応させて、 一般式(4) (式中 RI、、、 R11は前述のものと同義である
)で示される化合物を生成させた後、さらにこれと塩酸
とを反応させる方法がある。
Substituted dihydroxynafucrene represented by the general formula (2) (wherein R1-R6 are as defined above) is reacted with methyl iodide and potassium carbonate, and the substituted dihydroxynafucrene represented by the general formula (3) (in the formula, After producing a compound represented by the general formula (4) (wherein RI, , R11 is the same as the above), it is reacted with sodium and liquid ammonia. There is a method of producing a compound represented by ) and then reacting the compound with hydrochloric acid.

反応溶媒としては、前記反応成分に対して不活性なもの
であればよい。例えば、生成物(3)を合成する場合、
アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒が挙
げられ、生成物(4)を合成する場合、テトラハイドロ
フラン、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒が挙げ
られ、生成物(1)を合成する場合、水などの溶媒が挙
げらる。
Any reaction solvent may be used as long as it is inert to the reaction components. For example, when synthesizing product (3),
Examples include ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; when synthesizing product (4), ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether; when synthesizing product (1), using solvents such as water. Examples include solvents.

反応モル比は、生成物(3)を合成する場合、置換ジハ
イドロキシナフタレン化合物(2)1モルに対して、ヨ
ウ化メチル2.0〜8.0倍モルと炭酸カリウム0.2
〜8.0倍モルが用いられ、特に各々、2.0〜4.0
と0.2〜0.4倍モルが好ましい。また、生成物(4
)を合成する場合、生成物(3)1モルに対してナトリ
ウム3.0〜10.0倍モルと液体アンモニア3〜8β
が用いられ、特に各々4.0〜6.0倍モルと4〜5β
が好ましい。また、生成物(1)を合成する場合、生成
物(4)1モルに対して、lN塩酸2〜6Qが用いられ
、特に3〜4Qが好ましい。
When synthesizing product (3), the reaction molar ratio is 2.0 to 8.0 times mole of methyl iodide and 0.2 times potassium carbonate to 1 mole of substituted dihydroxynaphthalene compound (2).
~8.0 times the molar amount is used, especially 2.0 to 4.0 times each
and 0.2 to 0.4 times the mole amount is preferable. In addition, the product (4
), 3.0-10.0 times the mole of sodium and 3-8β of liquid ammonia per 1 mole of product (3).
are used, especially 4.0 to 6.0 times the mole and 4 to 5β
is preferred. Moreover, when synthesizing the product (1), 1N hydrochloric acid 2-6Q is used with respect to 1 mol of the product (4), and 3-4Q is especially preferable.

反応温度は、生成物(3)を合成する場合、20〜80
℃が用いられるが、特に60〜70℃が好ましい、生成
物(4)を合成する場合、−60〜−120℃が用いら
れるが、特に−70〜−80℃が好ましい。生成物(1
)を合成する場合20〜100℃が用いられるが、特に
70〜80℃が好ましい。
The reaction temperature is 20 to 80 ℃ when synthesizing the product (3).
°C is used, particularly preferably 60 to 70 °C; when synthesizing product (4), -60 to -120 °C is used, particularly preferably -70 to -80 °C. Product (1
) is used at a temperature of 20 to 100°C, particularly preferably 70 to 80°C.

反応時間は、いずれの場合でも1−10時間が適当であ
る。
The appropriate reaction time is 1 to 10 hours in any case.

また、置換基R7を導入する場合は、 一般式(5) (式中、R1,R2、R6及びR7は前述のものと同義
である)で示される化合物と、 一般式(6) (式中、R3、R4及びR6は前述のものと同義である
)で示される化合物とを反応溶媒中で、ナトリウム存在
下に反応させたのちに酸処理して得る方法がある。
In addition, when introducing a substituent R7, a compound represented by the general formula (5) (in which R1, R2, R6 and R7 have the same meanings as above) and a compound represented by the general formula (6) (in the formula , R3, R4 and R6 are as defined above) in a reaction solvent in the presence of sodium, followed by acid treatment.

反応溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアル
コール系溶媒が好ましい。
As the reaction solvent, alcoholic solvents such as methanol and ethanol are preferred.

反応モル比は、化合物(5)1モルに対して、化合物(
6)1.0〜4,0倍モルとナトリウム1.0〜4.0
倍モルが用いられ、特に各々、1.0〜1.5と1.0
〜1.5倍モルが好ましし)。
The reaction molar ratio is 1 mole of compound (5) to 1 mole of compound (5).
6) 1.0-4.0 times mole and sodium 1.0-4.0
Double molar ratios are used, especially 1.0 to 1.5 and 1.0, respectively.
~1.5 times the mole is preferable).

反応温度は、0〜60℃が用いられるが、特に20〜3
0℃が好ましい。
The reaction temperature used is 0 to 60°C, especially 20 to 3°C.
0°C is preferred.

反応時間は、0.5〜6時間が適当である。A suitable reaction time is 0.5 to 6 hours.

かくして得られるナフタレノン化合物は、−1Rに白色
結晶で結晶成長性もよく、かつ大きな二次の非線形光学
効果を有するものである。
The naphthalenone compound thus obtained has -1R white crystals, good crystal growth properties, and a large second-order nonlinear optical effect.

ナフタレノン化合物は、例えば、各種支持体上に沈積し
た薄膜、ファイバー、宿主格子(ポリマー、包接化合物
、固溶体、液晶)中の分子包有物の形で非線形光学素子
として用いることができる。
Naphthalenone compounds can be used as nonlinear optical elements, for example in the form of thin films deposited on various supports, fibers, molecular inclusions in host lattices (polymers, clathrates, solid solutions, liquid crystals).

ナフタレノン化合物の非線形光学素子の作成方法として
は、ガラスキャピラリー中に結晶を成長させてファイバ
ー導波路にする方法、支持体上(例えば、ガラス基板状
)に平面状に薄膜結晶を成長させて平面導波路を作成す
る方法などが利用できる。
Methods for creating nonlinear optical elements using naphthalenone compounds include growing a crystal in a glass capillary to form a fiber waveguide, and growing a thin film crystal in a planar shape on a support (for example, a glass substrate) to create a planar waveguide. Methods such as creating wave paths can be used.

また、宿主格子(ポリマー、包接化合物、固溶体、結晶
)中の分子包有物の形の素子化も可能である。
It is also possible to device elements in the form of molecular inclusions in host lattices (polymers, clathrates, solid solutions, crystals).

(実施例) 次に合成例および実施例によって本発明をさらに具体的
に説明する。
(Example) Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Synthesis Examples and Examples.

合成例1 (4,4a、5.6−テトラハイドロキシ2(H)ナフ
タレノンの合成) 2.7−ジハイドロキシオキシナフタレン(16,0g
、O、l mailを150−のアセトンに溶解させ、
その中に炭酸カリウム(29g、0.21mol)とヨ
ウ化メチル(43g、0.3mailを加えて、60〜
70℃で6時間反応させた。
Synthesis Example 1 (Synthesis of 4,4a,5.6-tetrahydroxy 2(H)naphthalenone) 2.7-dihydroxyoxynaphthalene (16.0 g
, O, l mail is dissolved in 150-acetone,
Add potassium carbonate (29 g, 0.21 mol) and methyl iodide (43 g, 0.3 mail) to it,
The reaction was carried out at 70°C for 6 hours.

次いで、過剰の炭酸カリウムを?戸別し、得られた7戸
液からアセトンを留去して、2.7−シメトキシナフク
レン粗結晶を得たのち、さらにこれをメタノールを用い
て再結晶し、2.7−シメトキシナフタレンi7.og
(収率・90%、mp。
Then excess potassium carbonate? After the acetone was distilled off from the resulting seven-house solution to obtain crude crystals of 2.7-simethoxynaphculene, this was further recrystallized using methanol to obtain 2.7-simethoxynaphthalene. i7. og
(Yield: 90%, mp.

138℃)を得た。138°C) was obtained.

次に、得られた2、7−シメトキシナフタレン(9g、
0.048mol)をテトラハイドロフラン40dとエ
タノール30−に溶解させ、−78°Cに冷却した。そ
の中へ液体アンモニア250−1次いでナトリウム(6
g、0.26mallを加え、−78°Cで1時間反応
させた。反応終了後、液体アンモニアを留去したのちに
、エタノール40+dと水500−とを加え、得られた
固形分を炉別し、さらにメタノールで再結晶させて1.
44a、5,8.8a−ヘキサハイドロキシ−2゜7−
シメトキシナフタレン7.2g(収率ニア7%、mp、
59℃)を得た。
Next, the obtained 2,7-simethoxynaphthalene (9 g,
0.048 mol) was dissolved in 40 d of tetrahydrofuran and 30 d of ethanol, and cooled to -78°C. Liquid ammonia 250-1 then sodium (6
g, 0.26 mall was added, and the mixture was reacted at -78°C for 1 hour. After the reaction was completed, liquid ammonia was distilled off, 40+d of ethanol and 500% of water were added, and the resulting solid content was separated in a furnace and further recrystallized with methanol to obtain 1.
44a,5,8.8a-hexahydroxy-2゜7-
Cymethoxynaphthalene 7.2g (yield near 7%, mp,
59°C) was obtained.

次に得られた1、4.4a、5,8,8a−ヘキサハイ
ドロキシ−2,7−シメトキシナフタレン(5,9g、
0.03mol)にIN塩酸10C1al’を加え、8
0″Cで1時間反応させた。反応終了後、反応混合物を
氷水で十分冷却し、析出した固形分を?戸別し、さらに
酢酸エチルで再結晶させて下記のNo、1の式で示す白
色結晶の4.4a5.6−テトラハイドロー7−ハイド
ロキシー2(3H) ナフタレノン3゜ g (収率:80%) を得た。
Next, the obtained 1,4.4a,5,8,8a-hexahydroxy-2,7-simethoxynaphthalene (5.9 g,
Add IN hydrochloric acid 10C1al' to 8
The reaction was carried out at 0"C for 1 hour. After the reaction was completed, the reaction mixture was sufficiently cooled with ice water, and the precipitated solid content was separated and recrystallized with ethyl acetate to obtain a white product represented by the formula No. 1 below. 3 g (yield: 80%) of crystalline 4.4a5.6-tetrahydro-7-hydroxy 2(3H) naphthalenone was obtained.

なお全過程のトータル収率は、 55%であっ た。The total yield of the entire process is It's 55% Ta.

(55%) 合成例2〜10 合成例1の方法と同様な操作で、 下記に示 す ナ フ タ レ ノ ン化合物No。(55%) Synthesis examples 2 to 10 In the same manner as in Synthesis Example 1, Shown below vinegar Na centre Ta Re of Compound No.

0を得 た。got 0 Ta.

( ) 内はトータル収率。( ) The value inside is the total yield.

(60%) (48%) No。(60%) (48%) No.

4 白色結晶 (58%) (52%) (50%) (41%) 実施例1 第二高調波発生(SHG)の測定をS、 K。4 white crystal (58%) (52%) (50%) (41%) Example 1 Measurement of second harmonic generation (SHG) by S and K.

Kurtzらの方法(J、 Appl、 Phys、、
 39 。
The method of Kurtz et al. (J, Appl, Phys.
39.

3798)に準じて、本発明の化合物の粉末に対して行
った。
3798) on the powder of the compound of the present invention.

線源としてNd : YAGレーザ−(Spectra
Physics社製YAGレーザーDCR−3、ピーク
出力110MW)の1.064μ線を使用し、ガラスセ
ル中に充填した粉末のサンプルに照射し1発生した緑色
光をフィルター(532nm)で分光し、光電子増倍管
で検知した。なお、高調波変換効率の絶対値を粉末法の
結果より求めることは困難であるため、よく研究されて
いる尿素を標準として用い、それとの相対値として評価
した結果を第2表に示す。
Nd: YAG laser (Spectra
A powder sample filled in a glass cell was irradiated with a 1.064 μ ray from a YAG laser DCR-3 manufactured by Physics (peak output 110 MW), and the green light generated was spectrally separated using a filter (532 nm) and photoelectron intensification was performed. Detected with double tube. Note that since it is difficult to determine the absolute value of harmonic conversion efficiency from the results of the powder method, Table 2 shows the results of evaluation as relative values using urea, which has been well studied, as a standard.

第2表 実施例2 非線形光学素子の製造は、例えばり、 J。Table 2 Example 2 The manufacture of nonlinear optical elements is described, for example, in J.

■illiamsらの°’Non 1inear 0p
tical propertiesof Organi
c and Polymeric Materials
” A CS 。
■illiams et al.'Non 1inear 0p
tical properties of Organi
c and Polymeric Materials
” ACS.

1983年刊に示されている方法に準じて行った。−例
をあげれば化合物No、 lを炉内等において融液状態
に保ち、この融液内に中空のガラスファイバー(例えば
、外径が1100p、そして中心部に直径2〜10P程
度の中空を有するちの)の−端部を浸入させた。毛細管
現象により、融液状態の化合物No、 1がガラスファ
イバーの中空部内に侵入し、その後ガラスファイバーを
冷却することで、化合物No、 lを固化させた。次に
このガラスファイバーを化合物No、 lの融点より高
い温度に保たれた炉内から、融点より低い温度に保たれ
た炉外に徐々に引き出すことにより、融液状態の化合物
No、 lを炉外への引出し部分から単結晶化させた。
This was carried out according to the method described in the 1983 publication. - For example, compound No. 1 is kept in a melt state in a furnace, etc., and a hollow glass fiber (for example, an outer diameter of 1100p and a hollow in the center with a diameter of about 2 to 10P is placed in the melt). The - end of the hole was infiltrated. Compound No. 1 in a molten state entered the hollow part of the glass fiber due to capillary action, and then the glass fiber was cooled to solidify Compound No. 1. Next, the glass fibers are gradually drawn out from the furnace, which is maintained at a temperature higher than the melting point of Compound No. 1, to the outside of the furnace, which is maintained at a temperature lower than the melting point. Single crystallization was carried out from the part drawn out to the outside.

このようにして製造された非線形光学素子の波長変換効
率は、実施例1と同じレーザーを用い、対物レンズで集
光したレーザー光を非線形光学素子端面に照射すること
により、そのレーザー光を素子内に入射し、発生する第
二高調波の強度をレーザーパワーメーターで測定するこ
とによって行った。波長変換効率は、基本波光出力に対
する第二高調波光強度の比率であるが、基本波光出力が
数百m■程度の場合で0.2%程度であった。これは、
MNAを上述のようにして作成した素子の波長変換効率
と同程度である。
The wavelength conversion efficiency of the nonlinear optical element manufactured in this way can be determined by using the same laser as in Example 1 and irradiating the end face of the nonlinear optical element with laser light focused by an objective lens. This was done by measuring the intensity of the generated second harmonic with a laser power meter. The wavelength conversion efficiency, which is the ratio of the second harmonic light intensity to the fundamental wave light output, was about 0.2% when the fundamental wave light output was about several hundred m². this is,
The wavelength conversion efficiency is comparable to the wavelength conversion efficiency of an element made of MNA as described above.

(発明の効果) 本発明による有機非線形光学素子は、非線形光学効果が
大きく、結晶成長性、耐久性が優れるナフタレノン化合
物を用いることを基本としており、非線形光学効果を応
用した種々用途に適用できるものである。
(Effects of the Invention) The organic nonlinear optical element according to the present invention is based on the use of a naphthalenone compound that has a large nonlinear optical effect, excellent crystal growth properties, and durability, and can be applied to various uses that apply the nonlinear optical effect. It is.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 下記一般式(1) ▲数式、化学式、表等があります▼(1) (式中、R^1〜R^7は同一であっても異なっていて
もよく、水素原子、炭素数1〜20の脂肪族、脂環式又
は芳香族基、アシル基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基
、アゾ基及びハロゲン原子から選ばれた置換基を表す)
で示されるナフタレノン化合物からなることを特徴とす
る非線形光学素子。
[Claims] The following general formula (1) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (1) (In the formula, R^1 to R^7 may be the same or different, and hydrogen atoms , represents a substituent selected from aliphatic, alicyclic or aromatic groups having 1 to 20 carbon atoms, acyl groups, amino groups, cyano groups, nitro groups, azo groups and halogen atoms)
A nonlinear optical element comprising a naphthalenone compound represented by:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022168754A1 (en) * 2021-02-04 2022-08-11 住友化学株式会社 Compound

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