JPH03188425A

JPH03188425A - 有機非線形光学素子

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Publication number: JPH03188425A
Application number: JP2256930A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Terao; 寺尾　弘; Yoshiyo Ono; 大野　佳代; Yuzo Ito; 雄三伊藤; Masato Isogai; 正人磯貝; Tomoyuki Hamada; 智之浜田; Yasuo Imanishi; 泰雄今西; Atsushi Tsunoda; 敦角田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1991-08-16
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: US5101411A; JPH07122725B2

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、非線形光学効果を利用した光学素子に係わり
、特に高調波発生、パラメトリック発振による波長変換
素子、ポッケルス効果を利用した光スィッチなどの非線
形光学素子に関する。

〔従来の技術〕

近年、非線形光学材料を用いた光学素子は、電磁場によ
る２次、３次の非線形分極を利用した高調波発生、光混
合、光パラメトリツク発振、光変調、光スィッチなどの
多くの機能をもたらすことがらオプトエレクトロニクス
分野への応用が考えられている。

また、光コンピュータの基本素子となり得る光双安定性
素子などへの応用で注目を浴びている。

従来、非線形光学材料としては、ニオブ酸リチウム（Ｌ
　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏｎ）　、リン酸二水素カリウム（ＫＤ
Ｐ）、ＮＨａＨｚＰＯ４（ＡＤＰ）などの無機結晶材料
が主に検討されてきた。

しかし、該無機結晶材料は光学的用途に耐える高純度の
単結晶が極めて高価であること、結晶が潮解し易く取扱
いにくいこと、非線形光学定数の向上の見通しがないこ
と、ピコ秒より高速の応答が困難であるなどの問題があ
る。

一方、有機非線形光学材料は、非線形光学定数が大きく
、光応答速度の速い（フェムト秒オーダも可能と考えら
れている。）材料の開発が行なわれている。例えば、尿
素、２−メチル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）［特開
昭５５−５００９６号］。

Ｎ−（４−ニトロフェニル）−Ｌ−プロリノール（ＮＰ
Ｐ）［特開昭５９−２１６６５号］、ベンズイミダゾー
ル誘導体（Ｒ、Ｖ　、　Ｖｉｚｇｅｒｔ、ｅｔａｌ、　
、　Ｓｏｖ、Ｊ。

Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、、上２，２１４　
（１，９８２）。

特開昭６２−２１０４３０号〕、カルコン誘導体〔特開
昭６３−８５５２６号、持手１−２６８２７号１ｔｐ−
ニトロフェニルピラゾール〔特開昭６２−２１０４３２
号〕などが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の有機非線形光学材料は、２−メチル−４ニトロア
ニリン（ＭＮＡ）のように非線形光学定数は大きいが、
カットオフ波長（分光吸収スペクトルの吸収帯の長波長
側の末端立上り波長）が４８０ｎｍと吸収領域が可視光
域にあるもの、あるいは尿素のように吸収領域が可視光
域にないものは非線形光学定数は大きくないもの、安定
性や単結晶化において問題のある場合など、光学素子に
適用するには必らずしも十分な特性を有しているとは云
えない。

本発明の目的は、結晶状態で非線形光学特性（非線形光
学定数）が大きく、カットオフ波長が４２０ｎｍ以下の
短い安定な非線形光学材料を用いた光学素子を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、有機非線形光学素子に適用
性のある有機非線形光学媒体について、分子単独の超分
極率、最低励起エネルギー及び分子間相互作用の計算に
よる分子設計など種々の検討を行なった結果、本発明に
到ったものである。

次に１本発明の詳細な説明すると、以下のとおりである
。

第１の発明は、半導体レーザ光源、レンズ、非線形光学
媒体、フィルタから構成される半導体レーザ波長変換素
子において、非線形光学媒体が一般式Ａ−（Ｃｘ）一般式Ａ−（Ｃｘ）は、−（−ＣＨｚ　＋−または　Ｈ
ｚ ■ −ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ−のいずれかである。また、Ａ。

Ｂはπ電子共役構造に電子吸引性基または電子供与性基
を少なくとも一個有する原子団であり、お互いに同じで
あっても異なっていてもよい。）で表わされるものであ
る。特に該非線形光学媒体が第二高調波強度４以上であ
り、カットオフ波長４２０ｎｍ以下であるものが好まし
い。具体的な化合物は一般式または一般式Ｙａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｙ番（上
記式中、（Ｃｘ）、Ｂは前記と同じである。

また、Ｙｓ〜Ｙ４はＨ９電子吸引性基、電子供与性基の
中のいずれかである。また、Ｚは−０−−ＮＨ＋、−８
−、−Ｃｏ−の中のいずれかである。）で表わされるも
のが好ましい。また、該非線形光学媒体が最大第二高調
波強度を示す結晶軸に対して、垂直な平坦入射光面およ
び平坦出射光面を持つ単結晶であることを特徴とする半
導体レーザ波長変換素子を提供する。

本発明において、前記−船人Ａ−（Ｃｘ）一般式Ａ−（Ｃｘ）は、千ＧＨｚ　＋ｉｉ−または　Ｈ
２ ■ −ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ−のいずれかである。また、Ａ。

Ｂはπ電子共役構造に電子吸引性基または電子供与性基
を少なくとも一個有する原子団であり、お互いに同じで
あっても異なっていてもよい。）で表わされる非線形光
学媒体とは、例えば、以下の化合物が挙げられる。（）
内に、化合物の第二高調波強度（尿素比）とカットオフ
波長（ｎ　ｍ）を示した。

（１８，３９５ｎｍ）（１０，４００ｎｍ）（５，３９５ｎｍ）（４，４００ｎｍ）（４，４００ｎｍ）（１０，４１５ｎｍ）（１９，３９０ｎｍ）（８，４１５ｎｍ）（１０，４１５ｎｍ）（１１，４１０ｎｍ）（５，３９５ｎｍ）（７，４１０ｎｍ）（８゜４１５ｎｍ）（５゜３９０ｎｍ）（５゜４００　ｎ　ｍ）（１０゜４０５ｎｍ）（１０，４０５ｎｍ）Ｈｚ（５゜３９０ｎｍ）（６゜３９５ｎｍ）（８，４０５ｎｍ）（６，４００ｎｍ）（５，４００ｎｍ）（８，４００ｎｍ）（７，４１０ｎｍ）（８，４１０ｎｍ）などがある。

本発明において、前記−船人（１）〜（■）はπ電子供
役系構造に電子吸引性基または電子供与性基を少なくと
も１個有する原子団を持つことが特徴である。このよう
な原子団としては、例えばベンゼン、ペンタレン、イン
デン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレンツビフェニレ
ン、インダセン。

アセナフテン、フルオレン、フェナレン、フェナントレ
ン、アセトラセン、フルオランテン、アセフエナントリ
ン、アセアントリレン、トリフエニレンツピレン、クリ
セン、ナフタセン、プレイアゾン、ピセン、ペリレン、
ペンタフェン、ペンタセン、フラン、チオフェン、ピロ
ール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、
イソチアゾール、イミダゾール、ピラゾール、フラザン
。

ピラン、ピロン、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、
ピラジン、ピロリン、イミダシリン、インドール、ベン
ズイミダゾール、イソインドール。

インダゾール、クロメン、クマリン、クロモン。

キノリン、イソキノリン、シンノリン、キナゾリン、キ
ノキサリン、フタラジン、プリン、プテリジン、キサン
チン、キサントン、カルバソール。

フエナントリジン、アクリジン、フエナギン、フェナン
トロリン等の芳香環及び複素環に、電子吸引性基として
−ＮＯ２，−ＣＦａ、−ＣＯＣＨａ。

−ＣＯＣｚＨ６，−ＣＯＮＨｚ、　−〇Ｎ、−ＯＨ＋Ｓ
Ｈ，−３ＯｓＨ，−３○２　Ｎ　Ｈ２、−ＣＯＯＨ。

ＧＯＯＲ（Ｒは低級アルキル基）の中のいずれかを、ま
た、電子供与性基として−ＮＨｚｙ−ＮＨＣＨａ＋−Ｎ
（ＣＨａ）ｚ、−ＮＨＣＯＣＨａ、　−ＮＨＣｚＨｓ。

−Ｎ　ＨＣｓ　Ｈ７などの中のいずれかを、少なくとも
１個置換されたものが挙げられる。

上記化合物の製法は、例えば、以下の（ａ）−（ｊ）の
方法により得ることができる。

（ａ）　　化合物（７）の製法グルタル酸１モルに、１，２−フェニレンジアミン２モ
ルをピリジン中で加熱反応させ、１，３−ビス−［１（
３）Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル］プロパンを得
る。

次いで該化合物に硝酸カリウムと硫酸を加えて、ニトロ
化することにより、本発明の末端にニトロ基を有する１
、３−ビス−［５−ニトロ−１（３）Ｈ−ベンズイミダ
ゾール−２−イル］プロパン（化合物（７））を得る。

この方法は、前記非線形光学媒体の（８）−（１１）、
（３１）−（３４）のイミダゾール誘導体の製法にも応
用できる。

（ｂ）　　化合物（１２）の製法グルタル酸１モルに対し、１−アミノフェノール２モル
をピリジン中で反応させ、１，３−ビス−［ベンズオキ
サゾール−２−イル］プロパンを得る。

次いで、該化合物を（ａ）と同様の方法で、ニトロ化す
ることにより、本発明の末端にニトロ基を有する１、３
−ビス−［５−ニトロベンズオキサゾール−２−イル］
プロパン（化合物（１２））を得る。

この方法は、前記非線形光学媒体、（１３）。

（１４）、　（３５）、　（３Ｇ”）のオキサゾール誘
導体の製法にも応用できる。

（Ｃ）　　化合物（１５）の製法グルタル酸１モルに対し、１−アミノチオール２モルを
クロロホルム中、水酸化カリウムの存在下で反応させ、
１，３−ビス−［ベンズチアゾール−２−イル］プロパ
ンを得る。

次いで該化合物を（ａ）と同様の方法でニトロ化するこ
とにより、本発明の末端にニトロ基を有する１、３−ビ
ス−［５−ニトロベンズチアゾール−２−イル］プロパ
ン（化合物（１５））を得る。

この方法は前記非線形光学媒体の（１６）。

（１７）、　（３７）のチアゾール誘導体の製法に応用
できる。

（ａ）−（Ｑ）の製法は化合物（１８）、　（１９）に
も応用できる。

（ｄ）　　化合物（２８）の製法ｐ−アニスアルデヒド１モルに対し、ｐ−ニトロアセト
フェノン１モルを水素化ナトリウムを用いて、ヘキサン
溶媒中で、アルドール縮合反応を行い１次いで、生成物
のカルボニル基をＶｉｔｔｉｇ試薬を用いて、オレフィ
ンに変えることにより、本発明の化合物（２８）を得る
。

この方法は、前記非線形光学媒体の（２２）。

（２７）、（２９）、（３０）の化合物の製法にも応用
できる。

（ｅ）　　化合物（１）の製法ジベンジルケトンにトリエチレングリコール中で当モル
のヒドラジンと水酸化カリウムを加え、反応させる。生
成する１、３−ジフェニルプロパンに発煙硝酸を無水酢
酸中で反応させ、目的のジニトロフェニルプロパン（化
合物（１））　をＩＩる。

この方法は、前記非線形光学媒体の（２５）。

（３１）、　（３５）のジニトロ化合物、（１１）。

（３ｏ）のニトロ化合物の製法にも応用できる。

（ｆ）　　化合物（２）の製法ｐ−シアノベンズアルデヒドと当モルの４−アセチルベ
ンゾニトリルと水酸化ナトリウムをエタノール中で反応
させる。生成した１、３−ビス（ｐ−シアノフェニル）
−３−ヒドロキシプロパノンをＫ　ＨＳ　Ｏ４と反応さ
せ、ｐ−ジシアノカルコンを得る。ｐ−ジシアノカルコ
ンをｐｔ触媒下で水素化を行い、１，３−ビス（ｐ−シ
アノフェニル）プロパノンを得る。得られた１、３−ビ
ス（ｐ−シアノフェニル）プロパノンとヒドラジンと水
酸化カリウムをトリエチレングリコール中で反応させ、
目的のｐ−ジシアノフェニルプロパン化合物（２）を得
る。

この方法は、前記非線形光学媒体の（８）。

（１３）、　（１Ｇ）、　（１８）、　（２０）、　（
２７）。

（３２）、　（３６）のジシアノ化合物、（１０）。

（２９）のシアノ化合物の製法にも応用できる。

（ｇ）　　化合物（３）の製法ｐ−シアノベンズアルデヒドと当モルのアセトフェノン
と水酸化ナトリウムをエタノール中で反応させる。生成
した３−（ｐ−シアノフェニル）−３−ヒドロキシ−１
−フェニルプロパノンをＫ　ＨＳ　Ｏａと反応させ、ｐ
−シアノカルコンを得る。得られたｐ−シアノカルコン
をｐｔ触媒下で水素化を行い、３−（ｐ−シアノフェニ
ル）−１−フェニルプロパノンを得る。得られた３−（
ｐ−シアノフェニル）−１−フェニルプロパノンとヒド
ラジンと水酸化カリウムをトリエチレングリコール中で
反応させ、ｐ−シアノジフェニルプロパンを得る。得ら
れたｐ−シアノジフェニルプロパンを発煙硝酸と無水酢
酸中で反応させ、目的の１−（ｐ−シアノフェニル）−
３−（ｐ−二トロフェニル）−プロパン化合物（３）を
得る。

この方法は、前記非線形光学媒体の（９）。

（１４）、　（１７）、　（２１）、　（２６）、　（
３３）。

（３４）のシアノ基とニトロ基を含む化合物の製法にも
応用できる。

（ｈ）　　化合物（４）の製法１０％Ｐｄ−Ｃを触媒とし、（３）の合成法で得られた
１−（ｐ−シアノフェニル）−３−（ｐニトロフェニル
）−プロパンを水素化還元して、１−（ｐ−アミノフェ
ニル）−３−（ｐ−シアノフェニル）−プロパン（化合
物（４））を得る。

また、　　（２２）、　（２３）のようなアミノ化合物
は、ニトロ化合物を同様の方法で還元して得られる。

（ｉ）　　化合物（５）の製法ｐ−ニトロベンズアルデヒドとアセトフェノンと水酸化
ナトリウムをエタノール中で反応させ、３−　（ｐ−ニ
トロフェニル）−３−ヒドロキシ−１−フェニルプロパ
ノンを得る。得られた３−（ｐ−二トロフェニル）−３
−ヒドロキシ−１−フェニルプロパノンをＫ　ＨＳ　Ｏ
４と反応させ、ｐニトロカルコンを得る。ｐ−ニトロカ
ルコンをｐｔ触媒下で水素化を行い、３−（ｐ−アミノ
フェニル）−１−フェニルプロパノンを得る。得られた
３−（ｐ−アミノフェニル）−１−フェニルプロパノン
とヒドラジンと水酸化カリウムをトリエチレングリコー
ル中で反応させ、ｐ−アミノジフェニルプロパンを得る
。ｐ−アミノジフェニルプロパンを発煙硝酸と無水酢酸
中で反応させ、１−（ｐ−アミノフェニル）−３−（ｐ
−ニトロフェニル）−プロパン（化合物（５））を得る
。

この方法は、前記非線形光学媒体の（２４）のアミノ基
とニトロ基を含む化合物の製法にも応用できる。

（ｊ）　　化合物（６）の製法１−アセトナフトンと１−ナフトアルデヒドと水酸化ナ
トリウムをエタノール中で反応させ、１゜３−ジナフチ
ル−３−ヒドロキシプロパノンを得る。得られた１、３
−ジナフチル−３−ヒドロキシプロパノンをＫＨＳＯ３
と反応させ、１，３−ジナフチル−３−プロペン−１−
オンを得る。１゜３−ジナフチル−３−プロペン−１−
オンとヒドラジンと水酸化カリウムをトリエチレングリ
コール中で反応させ、１，３−ジナフチルプロパンを得
る。１，３−ジナフチルプロパンを発煙硝酸と無水酢酸
中で反応させ、１，３−ジニトロナフチルプロパン（化
合物（６））を得る。

この方法は、前記非線形光学媒体（２０）。

（２１）のナフタレン誘導体の製法にも応用できる。

また、本発明において、非線形光学媒体が第二高調波強
度（対尿素比）４以上であり、好ましくは５以上である
。カットオフ波長は４２０ｎｍ以下、好ましくは４１５
ｎｍ以下であることを特徴とする。第二高調波強度が４
未満の場合には、基本波ωに対する倍波２ωの変換効率
が悪く、本発明の目的とする用途に適用する上での障害
が多くなる。また、半導体レーザを使用する場合にはカ
ットオフ波長が４２０ｎｍ以上の場合は、非線形光学媒
体にレーザ光が吸収されて倍波の変換効率が悪くなる。

本発明は、前記の非線形光学媒体を、半導体レーザ波長
変換素子、有機非線形光学素子、非線形光学装置に適用
したことに構成上の特徴がある。

例えば半導体レーザ波長変換素子としては、チエレンコ
導波路型素子、チェレンコファイバ型素子、内部共振型
素子などがある。

第１図に、チエレンツ導波路型素子の立体構成図を示し
た。基板７内に埋込む、または基板７上に形成した有機
非線形光学媒体の単結晶４．あるいは基板７上に堆積し
た有機非線形光学媒体の薄膜状単結晶４に、レーザ１か
ら基本波（周波数ω）を単結晶４に入射させ、単結晶か
らある一定の角度で出射してくる第二高調波（周波数２
ω）を取出す。出射光側にフィルタを設けることにより
、基本波をカットする。

第２図に、チェレンコファイバ型素子の構成を示した。

半導体レーザ１から出射されたレーザ光をレンズやアナ
モルフィックプリズム対３′で調整し、集光して、有機
非線形光学媒体４よりなるファイバのコア部へ入射させ
、出射する第二高調波をレンズで集めて取り出す。

第３図に内部共振型素子の構成図を示した。

Ｎｄ　：　ＹＡＧロッド１０と有機非線形光学媒体４よ
りなる単結晶とを２枚の半透過ミラー９の内側に置き、
半導体レーザ励起光をＹＡＧロッド１０に入射させ、ロ
ンドから発信する基本波を非線形光学媒体の単結晶４で
第二高調波に変換し、２枚の半透過ミラー内の共振器部
分で、反射を繰り返すことにより、出力の大きい第二高
調波を取り出す。半透過ミラーはフィルタの効果も有す
る。

本発明の非線形光学媒体は、ポッケルス効果を利用して
、方向性結合器型の光スィッチに応用できる。また、光
デイスク装置の半導体レーザ部分に本発明の非線形光学
素子を使用することにより、従来より４倍の高密度記録
が可能となる。

〔作用〕

本発明によれば、前記のπ電子共役系を有する原子団を
÷ＣＨｚ÷ｒ及び−ＣＨ＝　ＣＨ−−Ｃ（＝ＣＨｚ→−
で結合させることにより対称心を有しない結晶構造の非
線形光学材料を得ることができる。

これは、−←ＣＨｘ−ｑ−及び−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（＝　
ＣＨｚ→−が対称心を持たず、結合の長さが結晶構造を
有効に二次非線形光学効果を発現するのに適しているた
めと思われる。また、該本発明の非線形光学材料は、カ
ットオフ波長を短かくすることが可能で、しかも非線形
光学特性、材料安定性にすぐれており、光学素子用の二
次非線形材料として有効である。

なお、本発明において使用している「単結晶」。

「カットオフ波長」および「第二次高調波強度」の定義
は、下記のとおりである。

０　単結晶；任意の結晶軸に注目したとき、試料のどの
部分においても、その結晶軸の方向が同一である結晶質
固体。一部分の極わずかな乱れや、格子欠陥は含んでも
よい。

０　カットオフ波長；分光光度計で吸収スペクトルを測
定し、吸収帯の長波長側の末端（立上り）をカットオフ
波長とした。本発明においては、純粋な試料をエタノー
ルに溶解し、０．１ｍｍｏｎ／ｆｌ濃度の溶液を使用し
た６０　第二高調波強度；ＹＡＧレーザ（波長１．０６
４μｍ）を使用し、ガラスセル中に充填した粉末状の非
線形光学媒体（試料）にレーザ光を照射し、発生する波
長５３２ｎｍの緑色光の強度を光電子増倍管により測定
した。

Ｓ、　Ｋ、にｕｒｔｓ　ａｎｄ　Ｔ、　Ｔ、　Ｐａｒｒ
ｙ、　Ｊ、　Ａｐｐｌ。

Ｏｐｔ、、立見、３７９８（１９６８）を参照。

〔実施例〕

実施例１第二高調波発生を利用した波長変換素子の概略図を第１
図に示す、液相エピタキシャル成長法で形成した非線形
光学媒体４の結晶に、半導体レーザから出射したレーザ
光２をレンズ３′を調節して入射させ、非線形光学媒体
４からの出射光をレンズ３′で平行光に調整して、フィ
ルタ５で基本波をカットすることにより、第二高調波６
を発生させる。非線形光学媒体として、化合物の製法（
ａ）で得た１、３−ビス−［５−ニトロ−１（３）Ｈ−
ベンズイミダゾール−２−イル］−プロパンを用い、ピ
ーク波長８９０ｎｍ、ピークパワー１０Ｗの半導体レー
ザ（浜松ホトニスク社＝Ｌ２３７６型）を用いて、位相
整合可能な方向にて第二高調波の青色光を確認した。該
媒体の長さ５ｍｍで変換効率１．８％であった。

実施例２非線形光学媒体として、化合物の製法（ｂ）でｍ　タ１
　ｔ　３−ビス−［５−ニトロ−ベンズオキサゾール−
２イル］プロパンを用いて、実施例１と同じ方法で波長
変換素子を作成し、第二高調波の青色光を確認した。該
媒体の長さ７■で、変換効率１．０％であった。

実施例３非線形光学媒体として、化合物の製法（ｃ）で得た１、
３−ビス−［５−ニトロ−ベンズチアゾール−２イル］
プロパンを用いて、実施例１と同じ方法で波長変換素子
を作成し、第二高調波の青色光を確認した。該媒体の長
さ６■で変換効率１．０％であった。

実施例４非線形光学媒体として、化合物の製法（ｄ）で得た材料
を用いて、実施例１と同じ方法で波長変換素子を作成し
、第二高調波の青色光を確認した。

該媒体の長さ７■で変換効率０．９％であった。

実施例５非線形光学媒体として、化合物の製法（ｅ）で得たｐ−
ジニトロプロパンを用いて、実施例１と同じ方法で波長
変換素子を作成し、第二高調波の青色光を確認した。該
媒体の長さ？ａｍで変換効率１．２％であった。

実施例６非線形光学媒体として、化合物の製法（ｆ）で得たｐ−
ジシアノプロパンを用いて、実施例１と同じ方法で波長
変換素子を作成し、第二高調波の青色光を確認した。該
媒体の長さ７ｍで変換効率１．０％であった。

実施例７非線形光学媒体として、化合物の製法（ｇ）で得た１−
（ｐ−シアノフェニル）−３−（ｐ−二トロフェニル）
プロパンを用いて、実施例１と同じ方法で波長変換素子
を作成し、第二高調波の青色光を確認した。該媒体の長
さ６■で変換効率０．５％であった。

実施例８非線形光学媒体として、化合物の製法（ｈ）で得た１−
（ｐ−アミノフェニル）−３−（ｐ−アミノフェニル）
プロパンを用いて、実施例１と同じ方法で波長変換素子
を作成し、第二高調波の青色光を確認した。該媒体の長
さ７■で変換効率０．３％であった。

実施例９非線形光学媒体として、化合物の製法（ｉ）で得た１−
（ｐ−アミノフェニル）−３−（ｐ−二トロフェニル）
プロパンを用いて、実施例１と同じ方法で波長変換素子
を作成し、第二高調波の青色光を確認した。該媒体の長
さ６閣で、変換効率０．３％であった。

実施例１゜非線形光学媒体として、化合物の製法（ｊ）で得た１、
３−ジニトロナフチルプロパンを用いて。

実施例１と同じ方法で波長変換素子を作成し、第二高調
波の青色光を確認した。該媒体の長さ６■で、変換効率
０．３％であった。

実施例１１化合物の製法（ａ）で得た１、３−ビス−［５ニトロ−
１（３）Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル］プロパン
の粉末を、内径１．Ｏａｉのガラスキャピラリの中に充
てんし、ゾーンメルト法を用いて、１７０℃の恒温槽か
ら１時間に０．５閣の速度で引き上げ、ガラスのクラッ
ドを伴った第二高調波発振系の部分を作製した。良好な
単結晶形成部分をカットし、半導体レーザ（浜松ホトニ
スク社：Ｌ２３７６型）、集光レンズ、アナモルフィッ
ク　プリズム対、フィルタと組合せて、チェレンコフフ
ァイバ型素子を作製した。第二高調波発振系部分の長さ
が２５■で変換効率２．５％であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、非線形光学定数（第二高調波強度）が
大きく、カットオフ波長が４１５ｎｍ以下の短かい有機
非線形光学媒体が得られる。これにより効率的に動作す
る半導体レーザ波長変換素子、光スイツチ素子などの有
機非線形光学素子が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明の半導体レーザの波長変換素
子の概略図である。第１図はチェフレンコフ導波路型素
子の構成図、第２図はチェフレンコフファイバ型素子の
構成図、第３図は内部共振型素子の構成図である。１・・・半導体レーザ、２・・・レーザ光、３，３’　
、３’・・・レンズ、４・・・非線形光学媒体、５・・
・フィルタ。６・・・第二高調波、７・・・基板、８・・・クラッド
、９・・・半透過ミラー、１０・・・Ｎｄ　：　ＹＡＧ
ロッド、１１第１図第２図１・・・・・・半導体レーザ２・・・・・レーザ光（蟇本渡）５’、　３＃・・・・・・レンズ４′・・・・・・非線形光学媒体５・・・・・・フィルタ６・・・・・・第二高調１７・・・・・・基板６′ チェレンコフファイバ型素子３′・・・・・・集光、調整用レンズ、プリズムよりな
る光学系３＃・・・・・レンズ４　・・・・・・非線形光学媒体を含む第二高調波発振
系８　・・・・・・クラツド

Claims

【特許請求の範囲】１、半導体レーザ光源，レンズ，非線形光学媒体，フィ
ルタから構成される半導体レーザ波長変換素子において
、非線形光学媒体が一般式Ａ−（Ｃｘ）−Ｂ（ I ）（式中、（Ｃｘ）は、▲数式、化学式、表等があります
▼または ▲数式、化学式、表等があります▼のいずれかである。また、Ａ，Ｂはπ電子共役構造に電子吸引性基または電子供与
性基を少なくとも一個有する原子団であり、お互いに同
じであつても異なつていてもよい。）で表わされること
を特徴とする半導体レーザ波長変換素子。２、請求項１において、非線形光学媒体の第二高調波強
度（対尿素比）が４以上であり、カットオフ波長が４２
０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体レーザ波長変
換素子。３、請求項１において、非線形光学媒体一般式▲数式、
化学式、表等があります▼（II）（式中、（Ｃｘ），Ｂは前記と同じである、また、Ｙ＿
１〜Ｙ＿４はＨ、電子吸引性基、電子供与性基の中のい
ずれかである。また、Ｚは−Ｏ−，−ＮＨ−，−Ｓ−，
−ＣＯ−の中のいずれかである。）で表わされることを
特徴とする半導体レーザ波長変換素子。４、請求項１において、非線形光学媒体が一般式▲数式
、化学式、表等があります▼（III）（式中、（Ｃｘ），Ｙ＿１〜Ｙ＿４，Ｚは前記と同じで
ある。）で表わされることを特徴とする半導体レーザ波
長変換素子。５、請求項１において、非線形光学媒体が基板上に薄膜
形成された単結晶であることを特徴とする半導体レーザ
波長変換素子。６、請求項１において、非線形光学媒体が最大第二高調
波強度を示す結晶軸に対して、垂直な平坦入射光面およ
び平坦出射光面を持つ単結晶バルクであることを特徴と
する半導体レーザ波長変換素子。７、少なくとも一般式Ａ−（Ｃｘ）−Ｂ（ I ）（式中、（Ｃｘ）は、▲数式、化学式、表等があります
▼または ▲数式、化学式、表等があります▼のいずれかである。また、Ａ，Ｂはπ電子共役構造に電子吸収性基または電子供与
性基を少なくとも一個有する原子団であり、お互いに同
じであつても異なつていてもよい。）で表わされる二次
非線形光学媒体より構成される有機線形光学素子。８、請求項７において、二次非線形光学媒体が第二高調
波強度（対尿素比）４以上であり、カットオフ波長が４
２０ｎｍ以下であることを特徴とする有機非線形光学素
子。９、請求項７において、二次非線形光学媒体が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（II）（式中、（Ｃｘ），Ｂは前記と同じである。また、Ｙ＿
１〜Ｙ＿４はＨ、電子吸引性基、電子供与性基の中のい
ずれかである。また、Ｚは−Ｏ−，−ＮＨ−，−Ｓ−，
−ＣＯ−の中のいずれかである。）で表わされることを
特徴とする有機非線形光学素子。１０、請求項７において、二次非線形光学媒体が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（III）（式中、（Ｃｘ），Ｙ＿１〜Ｙ＿４，Ｚは前記と同じで
ある。）で表わされることを特徴とする有機非線形光学
素子。１１、請求項７において、二次非線形光学媒体が基板上
に薄膜形成された単結晶であることを特徴とする有機非
線形光学素子。１２、最大第二高調波強度を示す結晶軸に対して、垂直
な平坦入射光面および平坦な出射光面を持つ有機非線形
光学媒体の単結晶層を含む非線形光学装置において、有
機非線形光学媒体が、一般式Ａ−（Ｃｘ）−Ｂ（ I ）（式中、（Ｃｘ）は、▲数式、化学式、表等があります
▼または ▲数式、化学式、表等があります▼のいずれかである。また、Ａ，Ｂはπ電子共役構造に電子吸引性基または電子供与
性基を少なくとも一個有する原子団であり、お互いに同
じであつても異なつていてもよい。）で表わされること
を特徴とする非線形光学装置。１３、請求項１２において、有機非線形光学媒体が第二
高調波強度（対尿素比）４以上であり、カットオフ波長
４２０ｎｍ以下であることを特徴とする非線形光学装置
。１４、請求項１２において、有機非線形光学媒体が一般
式 ▲数式、化学式、表等があります▼（II）（式中、（Ｃｘ），Ｂは前記と同じである。また、Ｙ＿
１〜Ｙ＿４はＨ、電子吸引性基、電子供与性基の中のい
ずれかである。また、Ｚは−Ｏ−，−ＮＨ−，−Ｓ−，
−ＣＯ−の中のいずれかである。）で表わされることを
特徴とする非線形光学装置。１５、請求項１２において、有機非線形光学媒体が一般
式 ▲数式、化学式、表等があります▼（III）（式中、（Ｃｘ），Ｙ＿１〜Ｙ＿４，Ｚは前記と同じで
ある。）で表わされることを特徴とする非線形光学装置
。