JPH036539A - High-sensitivity mixed nonlinear optical material - Google Patents

High-sensitivity mixed nonlinear optical material

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JPH036539A
JPH036539A JP1141910A JP14191089A JPH036539A JP H036539 A JPH036539 A JP H036539A JP 1141910 A JP1141910 A JP 1141910A JP 14191089 A JP14191089 A JP 14191089A JP H036539 A JPH036539 A JP H036539A
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nonlinear
molecules
deriv
nonlinear optical
optical material
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JP1141910A
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Japanese (ja)
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Naomichi Okamoto
尚道 岡本
Takashi Abe
隆士 安部
Yoshika Matsushima
松島 良華
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Abstract

PURPOSE:To enhance a quadratic nonlinear optical effect by mixing a deriv. which is chemically modified in a part of the structure without changing the conjugation system of a pi conjugation compd. having high polarizability with the above-mentioned compd. CONSTITUTION:The org. nonlinear optical material having the large nonlinear molecular polarization and the deriv. which has the same conjugation system and has the resembling skeleton are mixed. The configuration of the molecules, therefore, changes in such direction where the polarization thereof is added like vector and the macroscopic nonlinear effect larger than in the case of the independent material is generated. Both the molecules are more easily mingled with each other by mixing the above-mentioned material with the deriv. having the resembling skeleton, by which strong influence is exerted to the mutual molecular configuration at an extremely short distance. In addition, the change in the configuration of both the molecules is contributed to the vector sum of the nonlinear molecular polarization as the deriv. has the same conjugation system. The nonlinear optical material having the large nonlinear effect is obtd. in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、従来より小型、高感度で安価な光デバイス、
特に光第2高調波発生素子、光変調素子、光スィッチ等
を作製し得る材料に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention provides an optical device that is smaller, more sensitive, and less expensive than conventional devices.
In particular, it relates to materials from which optical second harmonic generation elements, optical modulation elements, optical switches, etc. can be made.

(従来の技術) 最近、非局在のパイ電子を持つ有機物にドナー基、アク
セプター基を付加した材料が、光波に対して従来の無機
材料よりも桁はずれに大きな非線形効果を示し、かつ電
子雲の変位による純粋な電子分極に起因するために、そ
の応答がサブピコ秒と極めて高速であることが注目され
ている。さらに、光損傷の光強度しきい値が、無機材料
の最大MW/cm2オーダに比べて3桁程度大きいこと
、屈折率が1.5〜2.0と無機材料より小さく、光の
入出力が容易で光第2高調波発生素子、光変調素子等に
用いられれば高い性能指数が得られることも特長として
あげることができる0例えば、2−メチル−4−ニトロ
アニリン(MNA)は、光第2高調波発生(SHG)の
性能指数が無機材料であるニオブ酸リチウムの実に20
00倍に達することが報告されている。従って、これら
の材料を光第2高調波発生素子、光変調素子、光スィッ
チ等の光デバイスに有効に利用することができれば、極
めて高感度、かつ高速応答で安価な特長を持つことが期
待できるので、より大きな非線形効果を持つ有機非線形
材料の探査、研究が活発に行なわれている。
(Prior art) Recently, materials in which donor groups and acceptor groups are added to organic materials with delocalized pi electrons have shown an order of magnitude greater nonlinear effect on light waves than conventional inorganic materials, and electron clouds. It has been noted that the response is extremely fast, at sub-picoseconds, because it is caused by pure electronic polarization due to the displacement of . Furthermore, the light intensity threshold for optical damage is about three orders of magnitude higher than the maximum MW/cm2 order of inorganic materials, and the refractive index is 1.5 to 2.0, which is smaller than inorganic materials, and the input and output of light is Another feature of 2-methyl-4-nitroaniline (MNA) is that it is easy to use and can provide a high figure of merit when used in optical second harmonic generation devices, optical modulation devices, etc.0 For example, 2-methyl-4-nitroaniline (MNA) The figure of merit for second harmonic generation (SHG) is actually 20 for lithium niobate, an inorganic material.
It has been reported that the amount is 00 times higher. Therefore, if these materials can be effectively used in optical devices such as optical second harmonic generation elements, optical modulation elements, and optical switches, they can be expected to have the features of extremely high sensitivity, fast response, and low cost. Therefore, exploration and research into organic nonlinear materials with larger nonlinear effects is being actively conducted.

非線形効果による物理現象のなかではSHGの実験が、
合成開発された新材料の2次の非線形効果の大きさを織
るためによく行なわれている。一般に、大きな結晶の得
られにくい有機非線形材料では、粉末試料を測定用セル
の中に入れてNd : YAGレーザ等の高出力光パル
スを照射し発生する第2高調波強度を基準試料として用
いられる尿素粉末のそれの倍数として表示し、SHG活
性度の大きさの大兄の目安としている(粉末法)、これ
までに報告されているSHG活性度の大きな材料として
、上記MNAが尿素の22倍11  )ランス−4°−
デメチルアミノ−N−メチルスチルブアゾリウムの硫酸
メチルの塩が250倍2)、N−(4−ニトロフェニル
)−(L)−プロリノールが150倍3)、さらに4゛
ニトロベンジリデン−3−アセトアミノ−4−メトキシ
アニリンが230倍4)である。上記の他に、バラニト
ロアニリンと適度な相互作用のある高分子との複合材料
も研究されていて、高分子をポリ・ヘキサメチレン・ス
ペリン酸としたとき、MNAの3.7倍5)という報告
がある。
Among the physical phenomena caused by nonlinear effects, SHG experiments are
It is often used to estimate the magnitude of the second-order nonlinear effect of new synthetically developed materials. Generally, for organic nonlinear materials where large crystals are difficult to obtain, a powder sample is placed in a measurement cell and irradiated with a high-power optical pulse such as a Nd:YAG laser, and the generated second harmonic intensity is used as a reference sample. It is expressed as a multiple of that of urea powder, and is used as a rough guide for the magnitude of SHG activity (powder method).The above MNA is 22 times that of urea11 ) Lance −4°−
The salt of methyl sulfate of demethylamino-N-methylstilbuazolium is 250 times2), N-(4-nitrophenyl)-(L)-prolinol is 150 times3), and 4'nitrobenzylidene-3-acetamino -4-methoxyaniline is 230 times 4). In addition to the above, a composite material of balanitroaniline and a polymer with moderate interaction is also being researched, and when the polymer is polyhexamethylene speric acid, it is 3.7 times that of MNA5). There is a report.

いずれにしても、より大きなSHG活性度を有する新材
料の開発が待たれている。
In any case, the development of new materials with higher SHG activity is awaited.

文献 1)B、F、Levine、et、al+、Journ
al of AppliedPhysics、vol、
50.No、4.p、2523.April 1979
゜2)G、R,Meredith、Polymer P
reprint、vol、23゜p、 158.198
2゜ 3)J、 Zyss、 et、 al、 、 J、 C
hem、 Phys、 、 vol、 81. No、
 9゜p、4160.November 1984゜4
)恒用哲也 他、1989年春・応用物理全国大会2a
−G−1゜ 5)加々美守 他、1989年春・応用物理全国大会2
a−G−3゜ (発明が解決しようとする問題点) 上述した論文においてもかなりSHG活性度の大きな材
料が報告されているが、さらにSHG活性度のより大き
な材料の開発は、光第2高調波発生素子、光変調素子、
光スィッチ等の光デバイスへの応用において、より一層
の小型高感度化が期待できる。
Reference 1) B, F, Levine, et al+, Jour
al of Applied Physics, vol.
50. No, 4. p, 2523. April 1979
゜2) G, R, Meredith, Polymer P
reprint, vol, 23°p, 158.198
2゜3) J, Zyss, et, al, , J, C
hem, Phys, vol, 81. No,
9゜p, 4160. November 1984゜4
) Tetsuya Tsuneyoshi et al., Spring 1989 Applied Physics National Conference 2a
-G-1゜5) Kagami Mamoru et al., 1989 Spring National Conference on Applied Physics 2
a-G-3゜ (Problems to be solved by the invention) Materials with considerably high SHG activity have been reported in the above-mentioned papers, but the development of materials with even higher SHG activity harmonic generation element, optical modulation element,
In application to optical devices such as optical switches, further miniaturization and higher sensitivity can be expected.

従って、本発明の目的はSHG活性度のより大きい、即
ち2次の非線形効果がより大きな材料を得る一つの方法
を提示することにある。
Therefore, an object of the present invention is to present a method for obtaining a material with a higher SHG activity, that is, a larger second-order nonlinear effect.

(問題点を解決するための手段) 本発明による高感度混合非線形光学材料は、ある有機非
線形光学材料と、同一の共役系を有する骨格の似たその
誘導体を混合して得られる非線形光学材料で、混合する
ことによって分子の配列をそれらの非線形分子分極がベ
クトル的により加算されるように変化させ、混合しない
単独のものより巨視的非線形効果が極めて大きく生ずる
ことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The highly sensitive mixed nonlinear optical material according to the present invention is a nonlinear optical material obtained by mixing a certain organic nonlinear optical material and a derivative thereof having a similar skeleton and having the same conjugated system. By mixing, the arrangement of the molecules is changed so that their nonlinear molecular polarizations are added vectorially, and the macroscopic nonlinear effect is much larger than that of the non-mixing alone.

(作用) 有機光学非線形材料は、ベンゼン環のような共役二重結
合からなるパイ電子系にドナー基やアクセプター基を付
加することによって、分子内に非対称なポテンシャル分
布が形成され、個々の分子は大きな非線形性を示すよう
になる。
(Function) In organic optical nonlinear materials, an asymmetric potential distribution is formed within the molecule by adding a donor group or an acceptor group to a pi-electron system consisting of a conjugated double bond such as a benzene ring. It begins to exhibit large nonlinearity.

その材料が巨視的に大きな非線形効果を持つためには、
分子側々の大きな非線形分極がベクトル的に加算される
ように、分子の配列することが必要である。ところが、
一般に非線形分子分極が大きくなるにしたがって、それ
が相殺されるような配列となる傾向があり、中心対称性
結晶の場合には巨視的な非線形性が全く生じないし、そ
の他の場合でも巨視的には僅かな非線形性を示す場合が
多い。
In order for the material to have macroscopically large nonlinear effects,
It is necessary to arrange the molecules so that the large nonlinear polarizations on the sides of the molecules add vectorially. However,
In general, as nonlinear molecular polarization increases, it tends to be arranged in such a way that it cancels out, and in the case of centrosymmetric crystals, macroscopic nonlinearity does not occur at all, and in other cases, macroscopic nonlinearity does not occur at all. Often exhibits slight nonlinearity.

本発明は、大きな非線形分子分極を持つ有機非線形光学
材料と、同一の共役系を有する骨格の似たその誘導体を
混合することによって、分子の配列をそれらの分極がベ
クトル的により加算されるような向きに変化させ、単独
の材料よりも大きな巨視的非線形効果を生じさせるもの
である。その原因についてはまだ明らかでないが、例え
ば骨格の似た誘導体と混合することは両分子同志が混ざ
りやすく、ごく近距離で互いの分子配列に強い影響を与
えることができると考えられる。さらに、同一の共役系
を有する誘導体であるために、両分子の配列の変化が非
線形分子分極のベクトル和に共に寄与しうることも考え
られ、次項の実施例に述べるように相加的に大きな巨視
的非線形効果が得られる。この同一の共役系を有するこ
ととその効果が、(従来の技術)の項で述べた高分子と
有機非線形材料の混合材料と異なる点である。
The present invention combines an organic nonlinear optical material with large nonlinear molecular polarization with its derivatives having similar skeletons and having the same conjugated system, thereby adjusting the arrangement of molecules in such a way that their polarizations are added vectorially. It changes the direction of the material, creating a macroscopic nonlinear effect that is larger than that of a single material. The reason for this is not yet clear, but it is thought that, for example, when mixed with derivatives with similar skeletons, both molecules tend to mix with each other, and can have a strong influence on each other's molecular arrangement at a very close distance. Furthermore, since they are derivatives with the same conjugated system, it is conceivable that changes in the arrangement of both molecules may contribute together to the vector sum of nonlinear molecular polarization, resulting in an additively large Macroscopic nonlinear effects can be obtained. Having this same conjugated system and its effects are different from the mixed material of polymer and organic nonlinear material described in the (prior art) section.

その結果、次項の実施例では、これまで文献等で報告の
あった記録を書換える大きな非線形効果が、粉末法によ
る第2高調波発生の実験で観測され、極めて高感度な有
機非線形光学材料が得られている。従って、光第2高調
波発生素子、光変調素子、光スィッチ等の光デバイスへ
の応用において、デバイスのより小型高感度化が期待さ
れる。例えば、小出力の半導体レーザを基本波光源とす
る第2高調波発生素子に利用されれば、光記録用の小型
簡便な光源として4倍の記録密度の向上が実現できるで
あろう。
As a result, in the example described in the next section, a large nonlinear effect that rewrites the record reported in the literature was observed in an experiment of second harmonic generation using the powder method, and an extremely sensitive organic nonlinear optical material was developed. It has been obtained. Therefore, in application to optical devices such as optical second harmonic generation elements, optical modulation elements, and optical switches, it is expected that the devices will be smaller and more sensitive. For example, if used in a second harmonic generation element using a low-output semiconductor laser as a fundamental wave light source, it would be possible to realize a four-fold improvement in recording density as a small and simple light source for optical recording.

(実施例) 本発明の具体例として、バラ・ニトロアニリン(以下p
−NAと記す)と、そのN−アルキル誘導体の混合物に
ついて述べる。
(Example) As a specific example of the present invention, rose nitroaniline (hereinafter p
-NA) and its N-alkyl derivative.

p−NAは、ベンゼン環のパラ位にドナー基であるアミ
ノ基とアクセプター基であるニトロ基を付加したもの(
第1図参照)で、2次の分子非線形感受率はかなり大き
いが、結晶状態ではそれがベクトル的に相殺される中心
対称性となるために、巨視的な2次の非線形性の全く生
じないことが織られている。p−NAのN−アルキル誘
導体は、p−NAのアミノ基の2つまたは1つの水素原
子をアルキル基で置換したもの(第1図参照)で、巨視
的な2次の非線形性は、p−)JAと同様に全く生じな
いか、あるいは比較的に小さいものが多い。
p-NA has an amino group as a donor group and a nitro group as an acceptor group added to the para position of the benzene ring (
(see Figure 1), the susceptibility to second-order molecular nonlinearity is quite large, but in the crystalline state, this is vectorially canceled out due to central symmetry, so macroscopic second-order nonlinearity does not occur at all. Things are woven. The N-alkyl derivative of p-NA is one in which two or one hydrogen atom of the amino group of p-NA is replaced with an alkyl group (see Figure 1), and the macroscopic second-order nonlinearity is -) Similar to JA, most cases do not occur at all or are relatively small.

第1図は、N−アルキル誘導体の合成反応を示したもの
である。即ち、p−NAとハロゲン化アルキル化合物(
RX)を溶媒へキサメチル・ホスホロトリアミド(HM
PA)に溶がし、過量の炭酸水素ナトリウム(NaHC
Oa )を入れ、適当な時間還流させ、反応を薄層クロ
マトグラフィーでモニターした。反応生成物をエーテル
で抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、エタノールで3
〜4回再結晶し、明黄色の結晶を得た。得られた化合物
の構造は、プロトンの核磁気共鳴’ H−NMRで確認
同定した。
FIG. 1 shows the synthesis reaction of N-alkyl derivatives. That is, p-NA and a halogenated alkyl compound (
RX) to the solvent hexamethyl phosphorotriamide (HM
PA) and excess sodium bicarbonate (NaHC).
Oa ) and refluxed for an appropriate time, and the reaction was monitored by thin layer chromatography. The reaction product was extracted with ether, dried over magnesium sulfate, and extracted with ethanol for 3
Recrystallized ~4 times to obtain light yellow crystals. The structure of the obtained compound was confirmed and identified by proton nuclear magnetic resonance'H-NMR.

ここでは、第1表に示すような4種類のN−アルキル誘
導体を合成した。すなわち、N−イソプロピル−4−ニ
トロアニリン、N−ノルマルプロピル−4−ニトロアニ
リン、N−ノルマルブチル4−ニトロアニリン、トチエ
チル−4−ニトロアニリンで、各々化合物番号1.2.
3.4で以下示すことにする。第1表には、各化合物の
構造、収率、融点、短波長側の吸収ピーク波長λ。、8
.吸光係数ε、短波長側の吸収端波長λ。、、。2.の
値を、p−NA (化合物番号5)の値と比較して示し
ている。
Here, four types of N-alkyl derivatives as shown in Table 1 were synthesized. That is, N-isopropyl-4-nitroaniline, N-normalpropyl-4-nitroaniline, N-normalbutyl-4-nitroaniline, and tothethyl-4-nitroaniline, each with compound numbers 1.2.
This will be shown below in Section 3.4. Table 1 shows the structure, yield, melting point, and absorption peak wavelength λ on the short wavelength side of each compound. , 8
.. Extinction coefficient ε, absorption edge wavelength λ on the short wavelength side. ,,. 2. The values of p-NA (compound no. 5) are shown in comparison with those of p-NA (compound no. 5).

p−NA (5)と合成されたそのN−アルキル誘導体
(1〜4)の混合物(各々I15.2/ff、!15.
415と表す)は、以下のように作製した。混合比(重
量)に相当する各化合物の量を、溶媒エテル中で攪拌し
完全に溶がした後、溶媒を蒸発させて混合物を得た。
A mixture of p-NA (5) and its synthesized N-alkyl derivatives (1 to 4) (I15.2/ff, respectively, !15.
415) was produced as follows. The amount of each compound corresponding to the mixing ratio (weight) was stirred and completely dissolved in the solvent ether, and then the solvent was evaporated to obtain a mixture.

2次の非線形効果の大きさを求める簡便な方法として、
粉末状の測定試料に高出力のパルスレーザ光を照射し、
発生する第2高調波(SHG)強度を測定し、それを基
準試料の尿素粉末が発生するSHG強度の倍数で表示す
る方法(粉末法)がよく用いられている。上記のように
して得られた混合物を乳鉢ですり潰し、第2図に示すよ
うなスライドガラスの間の部分に密集して詰込み、SH
G測定用の試料セル(試料の厚さ1mm)を作製した。
As a simple method to find the magnitude of the second-order nonlinear effect,
A powdered measurement sample is irradiated with high-power pulsed laser light,
A method (powder method) in which the generated second harmonic (SHG) intensity is measured and expressed as a multiple of the SHG intensity generated by urea powder as a reference sample is often used. The mixture obtained as above was ground in a mortar, packed densely between the glass slides as shown in Figure 2, and SH
A sample cell (sample thickness: 1 mm) for G measurement was prepared.

第3図は、粉末試料のSHG強度を測定するのに使用さ
れた装置を示している。パルスレーザは、発振波長1.
064μmのQスイッチKd : YAGレーザを用い
、繰返し周波数を1 kHzsピーク出力11k11と
して測定した。
FIG. 3 shows the apparatus used to measure the SHG intensity of powder samples. Pulsed laser has an oscillation wavelength of 1.
Q-switch Kd of 064 μm: Measured using a YAG laser with a repetition frequency of 1 kHz and a peak output of 11k11.

このレーザ光をレンズL1で弱く集光して、試料面に照
射させる。試料から発生する第2高調波は後方にも放射
するので反射ミラーを設け、さらにレンズL2.L、を
設けて光検知器である光電子増倍管に極力入射させるよ
うにする。試料を透過するレーザ光は、光検知器に入射
しないように、硫酸銅の水溶液からなるフィルターと第
2高調波のみ通過できる干渉フィルターを試料との間に
挿入して除去した。光電子増倍管による電気信号は、デ
ジタル・ストレージスコープで平均化操作を行なって雑
音を除去した。
This laser light is weakly focused by the lens L1 and irradiated onto the sample surface. Since the second harmonic generated from the sample is also radiated backward, a reflecting mirror is provided, and a lens L2. L, so that as much light as possible enters the photomultiplier tube, which is a photodetector. A filter made of an aqueous solution of copper sulfate and an interference filter capable of passing only the second harmonic were inserted between the sample and the laser beam so as not to enter the photodetector. The electrical signals from the photomultiplier tubes were averaged using a digital storage scope to remove noise.

第2表は、上記各種混合物の粉末試料のSHG強度を尿
素粉末試料(厚さ1 mm、粒径88−105μm)の
値を基準とした相対値で示したものである。表の第1列
は混合比(重量)である。従って、第1行及び最後の行
の値は、各々N−アルキル誘導体のみと、p−NAのみ
のSHG強度を示している。この表から、今回合成され
たN−アルキル誘導体は、単独では弱いSHG活性度(
115,315の1.5.0.24)か、あるいはp−
HAのように全くそれを示さない(215,415)が
、ある混合比で極めて大きなSHG強度の極大値を示す
ことが分かる。即ち、混合物175.215.315.
4’5は、p−NAに対する混合比が各々0.5,0.
1,0.05゜lのとき、SHG強度が極大値416.
270,271゜134となった。この尿素の416.
270.271倍という値は、これまで文献等で報告の
あった大きな値、例えば前出のトランス−4−デメチル
アミノ−N−メチルスチルブアゾリウムの硫酸メチルの
塩の250倍、N−(4−ニトロフェニル)−(L)−
プロリノールの150倍、4°−二トロペンジリデン−
3−アセトアミノ−4−メトキシアニリンの230倍と
いう記録を書換えるものである。即ち、本発明の混合非
線形光学材料は、極めて大きな巨視的非線形効果を生ぜ
しぬる一方法を与えるものであることが、以上の実施例
より明らかになった。
Table 2 shows the SHG intensities of powder samples of the various mixtures mentioned above as relative values based on the values of urea powder samples (thickness 1 mm, particle size 88-105 μm). The first column of the table is the mixing ratio (weight). Therefore, the values in the first and last rows indicate the SHG intensities of only N-alkyl derivatives and only p-NA, respectively. From this table, it can be seen that the N-alkyl derivatives synthesized this time have weak SHG activity (
115,315 1.5.0.24) or p-
It can be seen that although it does not show this at all like HA (215, 415), it shows an extremely large maximum value of SHG intensity at a certain mixing ratio. That is, the mixture 175.215.315.
4'5 has a mixing ratio of 0.5 and 0.5 to p-NA, respectively.
1,0.05゜l, the SHG intensity reaches its maximum value of 416.
It became 270,271°134. 416 of this urea.
The value of 270.271 times is a large value that has been reported in the literature, for example, it is 250 times that of the methyl sulfate salt of trans-4-demethylamino-N-methylstilbuazolium, and N-(4 -nitrophenyl)-(L)-
150 times more than prolinol, 4°-nitropenzylidene-
This breaks the record of 230 times that of 3-acetamino-4-methoxyaniline. In other words, it has become clear from the above examples that the mixed nonlinear optical material of the present invention provides a method for producing extremely large macroscopic nonlinear effects.

上記実施例は、p−NAとそのN−アルキル誘導体の混
合物であったが、p−NAのかわりにより大きな非線形
分子分極を有する材料についても、その誘導体との混合
物が、さらに大きな巨視的な非線形効果を示すことが期
待される。
In the above example, a mixture of p-NA and its N-alkyl derivative was used, but even for a material having larger nonlinear molecular polarization instead of p-NA, a mixture with the derivative can cause even larger macroscopic nonlinear polarization. It is expected that it will be effective.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、大きな非線形分子
分極を持つ有機非線形光学材料と、同一の共役系を有す
る骨格の似たその誘導体を混合することによって、分子
の配列をそれらの分極がベクトル的により加算されるよ
うな向きに変化させ、単独の材料よりも大きな巨視的非
線形効果を生じさせることができる。骨格の似た誘導体
と混合することは、両分子同志が混ざりやすく、ごく近
距離で互いの分子配列に強い影響を与えることができる
し、同一の共役系を有する誘導体であるために、両分子
の配列の変化が非線形分子分極のベクトル和に共に寄与
しうるので、相加的に大きな巨視的非線形効果が得られ
る。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, by mixing an organic nonlinear optical material with large nonlinear molecular polarization and a derivative thereof having a similar skeleton and having the same conjugated system, the arrangement of molecules can be changed. It is possible to change the orientation so that their polarizations add up vectorially, producing a macroscopic nonlinear effect larger than that of a single material. When mixed with derivatives with similar skeletons, both molecules can easily mix with each other, and can have a strong influence on each other's molecular arrangement at a very close distance, and since they have the same conjugated system, both molecules Since changes in the arrangement of can contribute together to the vector sum of nonlinear molecular polarizations, an additively large macroscopic nonlinear effect is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はバラ・ニトロアニリン(p−HA)よりそのN
−アルキル誘導体を合成する反応を示す図面、 第2図は粉末状の非線形材料から発生する第2高調波を
測定するための試料セルの構造を示す図、 第3図は粉末状の非線形材料から発生する第2高調波を
測定するための測定装置を示す図(S:試料、R:反射
ミラー、Ll、L2.L3 :レンズ、LPF:レーザ
光を吸収して透過させないフィルター IF:第2高調
波のみ透過するフィルター、P:光電子増倍管)、 第1表は実施例で実際に合成されたp−NAのN−アル
キル誘導体の化合物番号、構造、収率、融点、短波長側
の吸収ピーク波長λ60..吸光係数ε、短波長側の吸
収端波長λ。、。、、を記している表、 第2表はp−NAとその各種トアルキル誘導体の混合物
のSHG強度を、尿素基準試料に対する相対値で示した
表で、種々の混合比の場合について記している。 第 2表 化合物 第 表 置換基 収率 融点 2 (1) iso−Pr。 n−Pr。 −Bu t 1)エタノール中で測定 (℃) λ、− λ20、。l。 N−R/p−N^ (nm) (m2/mol) 980 440 320 880 470 (nm)   10 1 10.1 1 10.5 1  /1 0.5/1 0.2/1 0.1/1 0.08/1 0.06/1 0.05/1 0.04/ 1 0.02/1 0.01/1 0ハ 混合物 115 0.0 soG(X尿素) 15 0.0 19.0 25.0 77.9 O0 70 63 60,0 49 93,0 7,7 0,0 15 0,24 22,5 18,3 22,7 40,6 17 22 70 36 71 45、O 17゜0 20.0 0.0 15 54.0 第  1 図 第 図 A N−アルキル誘導体
Figure 1 shows the N of rose nitroaniline (p-HA).
-A drawing showing the reaction for synthesizing an alkyl derivative; Fig. 2 is a drawing showing the structure of a sample cell for measuring the second harmonic generated from a powdered nonlinear material; Fig. 3 is a drawing showing the structure of a sample cell for measuring the second harmonic generated from a powdered nonlinear material; Diagram showing a measuring device for measuring the generated second harmonic (S: sample, R: reflecting mirror, Ll, L2.L3: lens, LPF: filter that absorbs laser light and does not transmit it, IF: second harmonic Table 1 shows the compound number, structure, yield, melting point, and absorption on the short wavelength side of the N-alkyl derivative of p-NA that was actually synthesized in the example. Peak wavelength λ60. .. Extinction coefficient ε, absorption edge wavelength λ on the short wavelength side. ,. Table 2 shows the SHG intensities of mixtures of p-NA and various toalkyl derivatives relative to the urea reference sample, and describes the cases of various mixing ratios. Table 2 Compound Table Substituent Yield Melting Point 2 (1) iso-Pr. n-Pr. -But 1) Measured in ethanol (°C) λ, - λ20,. l. N-R/p-N^ (nm) (m2/mol) 980 440 320 880 470 (nm) 10 1 10.1 1 10.5 1 /1 0.5/1 0.2/1 0.1/ 1 0.08/1 0.06/1 0.05/1 0.04/ 1 0.02/1 0.01/1 0ha mixture 115 0.0 soG (X urea) 15 0.0 19.0 25.0 77.9 O0 70 63 60,0 49 93,0 7,7 0,0 15 0,24 22,5 18,3 22,7 40,6 17 22 70 36 71 45, O 17゜0 20 .0 0.0 15 54.0 Figure 1 Figure A N-alkyl derivative

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、高い分極能を有するπ共役化合物(親化合物)に、
その共役系を変えることなく構造の一部を化学修飾した
誘導体を混合して得られる高感度非線形光学材料で、混
合しない単独の誘導体又は親化合物に比べて格段の非線
形効果を生ずることを特徴とする。
1. A π-conjugated compound (parent compound) with high polarizability,
It is a highly sensitive nonlinear optical material obtained by mixing derivatives whose structures are partially chemically modified without changing the conjugation system, and is characterized by producing a significantly more nonlinear effect than a single derivative or parent compound that is not mixed. do.
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