JPH04318821A - 非線形光学材料、非線形光学素子、透明光学材料および薄膜 - Google Patents
非線形光学材料、非線形光学素子、透明光学材料および薄膜Info
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- JPH04318821A JPH04318821A JP8694691A JP8694691A JPH04318821A JP H04318821 A JPH04318821 A JP H04318821A JP 8694691 A JP8694691 A JP 8694691A JP 8694691 A JP8694691 A JP 8694691A JP H04318821 A JPH04318821 A JP H04318821A
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Landscapes
- Silicon Polymers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリシラン化合物から
なる光学材料に関し、さらに詳しくは非線形光学材料お
よび透明光学材料、ならびにこれらの材料からなる非線
形光学素子および薄膜に関する。
なる光学材料に関し、さらに詳しくは非線形光学材料お
よび透明光学材料、ならびにこれらの材料からなる非線
形光学素子および薄膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、非線形光学分野では、無機単結晶
であるＫＴＰ、ＫＤＰなどの非線形光学材料が用いられ
ている。また近年、高速応答性に利点を有する有機化合
物も、新規な非線形光学材料として検討され始めている
。このような有機材料は本質的にπ電子を骨格内に有し
、これが電子分極することにより大きな非線形光学効果
が生じるものと考えられている。
であるＫＴＰ、ＫＤＰなどの非線形光学材料が用いられ
ている。また近年、高速応答性に利点を有する有機化合
物も、新規な非線形光学材料として検討され始めている
。このような有機材料は本質的にπ電子を骨格内に有し
、これが電子分極することにより大きな非線形光学効果
が生じるものと考えられている。
【０００３】ところで、ケイ素原子を含有する一次元シ
ランポリマーは、その骨格内にπ電子を持たないが、非
線形光学効果を示すものが知られている。例えばポリシ
ラン化合物の一種であるポリシロキサン化合物に芳香族
化合物を付加したポリマーであって、二次非線形光学応
答または三次非線形光学応答を示すポリマーが開示され
ている（特開平２−２０５２６号、特開平２−２０５６
０号）。またシリコン−シリコン結合からなるポリマー
が１０−１２ｅｓｕ程度の非線形性を有していることが
知られている〔Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６０（１９８
６）３０４０〕。しかし、これらのポリシラン化合物は
、非線形光学効果が小さいという問題点がある。
ランポリマーは、その骨格内にπ電子を持たないが、非
線形光学効果を示すものが知られている。例えばポリシ
ラン化合物の一種であるポリシロキサン化合物に芳香族
化合物を付加したポリマーであって、二次非線形光学応
答または三次非線形光学応答を示すポリマーが開示され
ている（特開平２−２０５２６号、特開平２−２０５６
０号）。またシリコン−シリコン結合からなるポリマー
が１０−１２ｅｓｕ程度の非線形性を有していることが
知られている〔Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６０（１９８
６）３０４０〕。しかし、これらのポリシラン化合物は
、非線形光学効果が小さいという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、非線
形光学効果に優れた非線形光学材料およびこれからなる
非線形光学素子を提供することである。本発明の他の目
的は、透明性に優れた透明光学材料およびこれからなる
薄膜を提供することである。
形光学効果に優れた非線形光学材料およびこれからなる
非線形光学素子を提供することである。本発明の他の目
的は、透明性に優れた透明光学材料およびこれからなる
薄膜を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は次の非線形光学
材料、これからなる非線形光学素子、透明光学材料およ
びこれからなる薄膜である。
材料、これからなる非線形光学素子、透明光学材料およ
びこれからなる薄膜である。
【０００６】（１）一般式〔１〕
【化５】
（式中、ＲおよびＲ２はそれぞれ独立に水素原子、アル
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｙは炭
素環式不飽和結合を含有する基または非環式不飽和結合
を含有する基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１以
上の数を示す。）で表わされるポリシラン化合物からな
ることを特徴とする非線形光学材料。 （２）ポリシラン化合物が、一般式〔２〕
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｙは炭
素環式不飽和結合を含有する基または非環式不飽和結合
を含有する基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１以
上の数を示す。）で表わされるポリシラン化合物からな
ることを特徴とする非線形光学材料。 （２）ポリシラン化合物が、一般式〔２〕
【化６】
（式中、ＲおよびＲ２はそれぞれ独立に水素原子、アル
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｒ３は
アルキル基、アリール基、アラルキル基、電子供与基ま
たは電子吸引基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１
以上の数を示し、ｓは０〜４の整数を示す。ｓが２以上
の場合、Ｒ３は同一でも異なっていてもよい。）で表わ
されるポリシラン化合物である上記（１）記載の非線形
光学材料。 （３）ポリシラン化合物が、一般式〔３〕
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｒ３は
アルキル基、アリール基、アラルキル基、電子供与基ま
たは電子吸引基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１
以上の数を示し、ｓは０〜４の整数を示す。ｓが２以上
の場合、Ｒ３は同一でも異なっていてもよい。）で表わ
されるポリシラン化合物である上記（１）記載の非線形
光学材料。 （３）ポリシラン化合物が、一般式〔３〕
【化７】
（式中、ＲおよびＲ２はそれぞれ独立に水素原子、アル
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｒ３は
アルキル基、アリール基、アラルキル基、電子供与基ま
たは電子吸引基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１
以上の数を示し、ｓは０〜４の整数を示す。ｓが２以上
の場合、Ｒ３は同一でも異なっていてもよい。）で表わ
されるポリシラン化合物である上記（１）記載の非線形
光学材料。 （４）一般式〔１〕のＹが不飽和結合を含有する鎖式炭
化水素基である上記（１）記載の非線形光学材料。 （５）上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の非線
形光学材料からなることを特徴とする非線形光学素子。 （６）前記一般式〔１〕で表わされるポリシラン化合物
からなることを特徴とする透明光学材料。 （７）上記（６）記載の透明光学材料からなることを特
徴とする薄膜。
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｒ３は
アルキル基、アリール基、アラルキル基、電子供与基ま
たは電子吸引基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１
以上の数を示し、ｓは０〜４の整数を示す。ｓが２以上
の場合、Ｒ３は同一でも異なっていてもよい。）で表わ
されるポリシラン化合物である上記（１）記載の非線形
光学材料。 （４）一般式〔１〕のＹが不飽和結合を含有する鎖式炭
化水素基である上記（１）記載の非線形光学材料。 （５）上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の非線
形光学材料からなることを特徴とする非線形光学素子。 （６）前記一般式〔１〕で表わされるポリシラン化合物
からなることを特徴とする透明光学材料。 （７）上記（６）記載の透明光学材料からなることを特
徴とする薄膜。
【０００７】前記一般式〔１〕〜〔３〕のＲおよびＲ２
は水素原子、またはアルキル基、アリール基およびアラ
ルキル基からなる群から選ばれる基であり、互いに同一
でも異なっていてもよい。
は水素原子、またはアルキル基、アリール基およびアラ
ルキル基からなる群から選ばれる基であり、互いに同一
でも異なっていてもよい。
【０００８】前記一般式〔１〕〜〔３〕のＲおよびＲ２
で示されるアルキル基としては、通常炭素数が１〜６、
好ましくは１〜３のものをあげることができる。アルキ
ル基は直鎖状のものでも分岐状のものでもよい。このよ
うなアルキル基として具体的には、例えばメチル基、エ
チル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基等の直鎖状アル
キル基；イソプロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｓｅｃ−
アミル基等の二級アルキル基；ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔ
ｅｒｔ−アミル基等の三級アルキル基などをあげること
ができる。
で示されるアルキル基としては、通常炭素数が１〜６、
好ましくは１〜３のものをあげることができる。アルキ
ル基は直鎖状のものでも分岐状のものでもよい。このよ
うなアルキル基として具体的には、例えばメチル基、エ
チル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基等の直鎖状アル
キル基；イソプロピル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｓｅｃ−
アミル基等の二級アルキル基；ｔｅｒｔ−ブチル基、ｔ
ｅｒｔ−アミル基等の三級アルキル基などをあげること
ができる。
【０００９】前記一般式〔１〕〜〔３〕のＲおよびＲ２
で示されるアリール基としては、少なくとも１つの芳香
族環を有する一価のアリール基をあげることができる。 この芳香族環は置換基を有していてもよい。このような
アリール基の具体的なものとしては、例えばフェニル基
、ナフチル基、トリル基、キシリル基などをあげること
ができる。
で示されるアリール基としては、少なくとも１つの芳香
族環を有する一価のアリール基をあげることができる。 この芳香族環は置換基を有していてもよい。このような
アリール基の具体的なものとしては、例えばフェニル基
、ナフチル基、トリル基、キシリル基などをあげること
ができる。
【００１０】前記一般式〔１〕〜〔３〕のＲおよびＲ２
で示されるアラルキル基としては、脂肪族炭化水素に少
なくとも１つの芳香族環が置換した一価のアラルキル基
をあげることができる。この芳香族環は置換基を有して
いてもよい。このようなアラルキル基の具体的なものと
しては、例えばベンジル基、フェネチル基、α−メチル
ベンジル基、トリルメチル基などをあげることができる
。
で示されるアラルキル基としては、脂肪族炭化水素に少
なくとも１つの芳香族環が置換した一価のアラルキル基
をあげることができる。この芳香族環は置換基を有して
いてもよい。このようなアラルキル基の具体的なものと
しては、例えばベンジル基、フェネチル基、α−メチル
ベンジル基、トリルメチル基などをあげることができる
。
【００１１】前記一般式〔１〕のＹは炭素環式不飽和結
合を含有する基または非環式不飽和結合を含有する基で
ある。炭素環式不飽和結合を含有する基（Ａ）としては
、例えば主鎖中に炭素環だけを含有する基（Ａ１）、主
鎖中に炭素環と鎖式炭化水素とを含有する基（Ａ２）、
主鎖中に炭素環とヘテロ原子とを含有する基（Ａ３）な
どをあげることができる。これらの基において、炭素環
の結合位置はどこでもよく、例えば炭素環がフェニレン
基の場合オルト位、メタ位、パラ位、ナフチレン基の場
合１，４位、１，５位、２，６位、２，７位等のどの位
置で結合していてもよい。また非環式不飽和結合を含有
する基（Ｂ）としては、例えば主鎖中に二重結合または
三重結合の不飽和結合を含有する鎖式炭化水素基（Ｂ１
）などをあげることができる。これらの基はシス型であ
ってもよいし、トランス型であってもよい。
合を含有する基または非環式不飽和結合を含有する基で
ある。炭素環式不飽和結合を含有する基（Ａ）としては
、例えば主鎖中に炭素環だけを含有する基（Ａ１）、主
鎖中に炭素環と鎖式炭化水素とを含有する基（Ａ２）、
主鎖中に炭素環とヘテロ原子とを含有する基（Ａ３）な
どをあげることができる。これらの基において、炭素環
の結合位置はどこでもよく、例えば炭素環がフェニレン
基の場合オルト位、メタ位、パラ位、ナフチレン基の場
合１，４位、１，５位、２，６位、２，７位等のどの位
置で結合していてもよい。また非環式不飽和結合を含有
する基（Ｂ）としては、例えば主鎖中に二重結合または
三重結合の不飽和結合を含有する鎖式炭化水素基（Ｂ１
）などをあげることができる。これらの基はシス型であ
ってもよいし、トランス型であってもよい。
【００１２】前記（Ａ１）の基の具体的なものとしては
、例えば下記のものなどをあげることができる。
、例えば下記のものなどをあげることができる。
【化８】
【００１３】前記（Ａ２）の基の具体的なものとしては
、例えば下記のものなどをあげることができる。
、例えば下記のものなどをあげることができる。
【化９】
【００１４】前記（Ａ３）の基の具体的なものとしては
、例えば下記のものなどをあげることができる。
、例えば下記のものなどをあげることができる。
【化１０】
【００１５】前記（Ｂ１）の基の具体的なものとしては
、例えば下記のものなどをあげることができる。
、例えば下記のものなどをあげることができる。
【化１１】
【００１６】このようなＹで示される基はアルキル基、
アリール基、アラルキル基、電子供与基または電子吸引
基などの置換基を有していてもよい。置換基の具体的な
ものとしては、後述のＲ３と同じものをあげることがで
きる。
アリール基、アラルキル基、電子供与基または電子吸引
基などの置換基を有していてもよい。置換基の具体的な
ものとしては、後述のＲ３と同じものをあげることがで
きる。
【００１７】前記一般式〔２〕または〔３〕のＲ３はア
ルキル基、アリール基、アラルキル基、電子供与基また
は電子吸引基からなる群から選ばれる基である。ｓが２
以上の場合、Ｒ３は同一でも異なっていてもよい。Ｒ３
のアルキル基、アリール基およびアラルキル基としては
、前記ＲおよびＲ２のものと同じものをあげることがで
きる。Ｒ３の電子供与基としては、例えばハロゲン原子
、水酸基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルア
ミノ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、１−ピペリ
ジル基、１−ピペラジル基、チオロ基、アルキルチオ基
、アリールチオ基、炭素数１〜５０のヒドロカルビル基
、炭素数１〜５０のヒドロカルビルオキシ基および炭素
数１〜５０のヒドロカルビルチオ基などをあげることが
できる。またＲ３の電子吸引基としては、例えばニトロ
基、シアノ基、アシル基、カルボキシ基、トリフルオロ
メチル基、アルカノイルオキシ基、アロイルオキシ基、
カルボキサミド基、アルコキシスルホニル基およびアリ
ールオキシスルホニル基などをあげることができる。
ルキル基、アリール基、アラルキル基、電子供与基また
は電子吸引基からなる群から選ばれる基である。ｓが２
以上の場合、Ｒ３は同一でも異なっていてもよい。Ｒ３
のアルキル基、アリール基およびアラルキル基としては
、前記ＲおよびＲ２のものと同じものをあげることがで
きる。Ｒ３の電子供与基としては、例えばハロゲン原子
、水酸基、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルア
ミノ基、アシルアミノ基、アシルオキシ基、１−ピペリ
ジル基、１−ピペラジル基、チオロ基、アルキルチオ基
、アリールチオ基、炭素数１〜５０のヒドロカルビル基
、炭素数１〜５０のヒドロカルビルオキシ基および炭素
数１〜５０のヒドロカルビルチオ基などをあげることが
できる。またＲ３の電子吸引基としては、例えばニトロ
基、シアノ基、アシル基、カルボキシ基、トリフルオロ
メチル基、アルカノイルオキシ基、アロイルオキシ基、
カルボキサミド基、アルコキシスルホニル基およびアリ
ールオキシスルホニル基などをあげることができる。
【００１８】前記一般式〔１〕〜〔３〕で表わされるポ
リシラン化合物は、有機シラン化合物と炭素環式不飽和
結合を含有する化合物または非環式不飽和結合を含有す
る化合物とを単量体として用いたカップリング重合によ
り製造され、有機シラン化合物と炭素環式不飽和結合を
含有する化合物または非環式不飽和結合を有する化合物
とのランダム共重合体が得られる。前記一般式〔１〕〜
〔３〕で表わされるポリシラン化合物の好ましい製造方
法としては、一般式〔４ａ〕または〔４ｂ〕
リシラン化合物は、有機シラン化合物と炭素環式不飽和
結合を含有する化合物または非環式不飽和結合を含有す
る化合物とを単量体として用いたカップリング重合によ
り製造され、有機シラン化合物と炭素環式不飽和結合を
含有する化合物または非環式不飽和結合を有する化合物
とのランダム共重合体が得られる。前記一般式〔１〕〜
〔３〕で表わされるポリシラン化合物の好ましい製造方
法としては、一般式〔４ａ〕または〔４ｂ〕
【化１２】
（式中、Ｒ、Ｒ２およびＹは前記一般式〔１〕〜〔３〕
と同じものを示す。Ｘはハロゲン原子を示す。ｐおよび
ｑはそれぞれ独立に１以上の数を示し、ｐ′およびｑ′
はそれぞれ独立に０以上の数を示す。ただしｐ−ｐ′≧
１、ｑ−ｑ′≧１を満たす。）で表わされる有機ハロゲ
ノ化合物を単量体とし、この単量体にアルカリ金属を反
応させて重合させる方法があげられる。
と同じものを示す。Ｘはハロゲン原子を示す。ｐおよび
ｑはそれぞれ独立に１以上の数を示し、ｐ′およびｑ′
はそれぞれ独立に０以上の数を示す。ただしｐ−ｐ′≧
１、ｑ−ｑ′≧１を満たす。）で表わされる有機ハロゲ
ノ化合物を単量体とし、この単量体にアルカリ金属を反
応させて重合させる方法があげられる。
【００１９】前記一般式〔４ａ〕または〔４ｂ〕で表わ
される有機ハロゲノ化合物を単量体として用いた場合、
得られるポリシラン化合物は一般式〔５〕
される有機ハロゲノ化合物を単量体として用いた場合、
得られるポリシラン化合物は一般式〔５〕
【化１３】
（式中、Ｒ、Ｒ２、Ｙ、ｐおよびｑは前記一般式〔４ａ
〕または〔４ｂ〕と同じものを示す。ｒは１以上の数を
示す。）で表わされる共重合体となる。
〕または〔４ｂ〕と同じものを示す。ｒは１以上の数を
示す。）で表わされる共重合体となる。
【００２０】前記一般式〔５〕の具体的なものとして、
例えば下記一般式〔６〕〜〔８〕で表わされるポリシラ
ン化合物などをあげることができる。
例えば下記一般式〔６〕〜〔８〕で表わされるポリシラ
ン化合物などをあげることができる。
【化１４】
（式中、Ｒ、Ｒ２、ｐ、ｑおよびｒは前記一般式〔５〕
と同じものを示す。Ｒ３およびｓは前記一般式〔２〕と
同じものを示す。）
と同じものを示す。Ｒ３およびｓは前記一般式〔２〕と
同じものを示す。）
【化１５】
（式中、Ｒ、Ｒ２、ｐ、ｑおよびｒは前記一般式〔５〕
と同じものを示す。Ｒ３およびｓは前記一般式〔３〕と
同じものを示す。）
と同じものを示す。Ｒ３およびｓは前記一般式〔３〕と
同じものを示す。）
【化１６】
（式中、Ｒ、Ｒ２、ｐ、ｑおよびｒは前記一般式〔５〕
と同じものを示す。Ｙ２は不飽和結合を含有する鎖式炭
化水素基を示す。）
と同じものを示す。Ｙ２は不飽和結合を含有する鎖式炭
化水素基を示す。）
【００２１】このようにして製造されたポリシラン化合
物の末端基は水素またはハロゲンであると思われるが、
不確定なものが多い。
物の末端基は水素またはハロゲンであると思われるが、
不確定なものが多い。
【００２２】本発明の非線形光学材料は前記一般式〔１
〕で表わされるポリシラン化合物からなるものであり、
好ましくは前記一般式〔２〕もしくは〔３〕で表わされ
るポリシラン化合物、または前記一般式〔１〕のＹが不
飽和結合を含有する鎖式炭化水素基であるポリシラン化
合物からなるものであり、さらに好ましくは前記一般式
〔５〕、中でも前記一般式〔６〕〜〔８〕で表わされる
ポリシラン化合物からなるものである。前記一般式〔１
〕〜〔３〕のｍおよびｎは、好ましくはそれぞれ１０以
上であり、さらに好ましくはそれぞれ１１〜４００であ
る。前記一般式〔５〕〜〔８〕のｐは好ましくは１以上
、さらに好ましくは２、ｑは好ましくは１以上、さらに
好ましくは１、ｒは好ましくは６以上、さらに好ましく
は６〜２００である。このようなポリシラン化合物の重
量平均分子量は、好ましくは１０００以上、さらに好ま
しくは１０００〜１００００００が望ましい。
〕で表わされるポリシラン化合物からなるものであり、
好ましくは前記一般式〔２〕もしくは〔３〕で表わされ
るポリシラン化合物、または前記一般式〔１〕のＹが不
飽和結合を含有する鎖式炭化水素基であるポリシラン化
合物からなるものであり、さらに好ましくは前記一般式
〔５〕、中でも前記一般式〔６〕〜〔８〕で表わされる
ポリシラン化合物からなるものである。前記一般式〔１
〕〜〔３〕のｍおよびｎは、好ましくはそれぞれ１０以
上であり、さらに好ましくはそれぞれ１１〜４００であ
る。前記一般式〔５〕〜〔８〕のｐは好ましくは１以上
、さらに好ましくは２、ｑは好ましくは１以上、さらに
好ましくは１、ｒは好ましくは６以上、さらに好ましく
は６〜２００である。このようなポリシラン化合物の重
量平均分子量は、好ましくは１０００以上、さらに好ま
しくは１０００〜１００００００が望ましい。
【００２３】非線形光学材料の場合、ポリシラン化合物
中のＲおよびＲ２はメチル基、エチル基、フェニル基ま
たはベンジル基であることが好ましく、特にメチル基と
フェニル基との組合せであることが好ましい。ポリシラ
ン化合物中のＹで表わされる基は置換基を有さないか、
または置換基を有する場合はアミノ基とニトロ基のよう
な電子供与基と電子吸引基との組合せであることが好ま
しい。
中のＲおよびＲ２はメチル基、エチル基、フェニル基ま
たはベンジル基であることが好ましく、特にメチル基と
フェニル基との組合せであることが好ましい。ポリシラ
ン化合物中のＹで表わされる基は置換基を有さないか、
または置換基を有する場合はアミノ基とニトロ基のよう
な電子供与基と電子吸引基との組合せであることが好ま
しい。
【００２４】本発明の非線形光学材料は前記一般式〔１
〕で表わされるポリシラン化合物だけからなるものであ
ってもよいし、ポリシラン化合物の他に本発明の目的を
損なわない範囲で他の成分が含有されていてもよい。上
記他の成分としては、前記一般式〔１〕のＹとしてあげ
た基の結合部が水素またはハロゲンで置換された化合物
、例えば
〕で表わされるポリシラン化合物だけからなるものであ
ってもよいし、ポリシラン化合物の他に本発明の目的を
損なわない範囲で他の成分が含有されていてもよい。上
記他の成分としては、前記一般式〔１〕のＹとしてあげ
た基の結合部が水素またはハロゲンで置換された化合物
、例えば
【化１７】
などをあげることができる。
【００２５】本発明の非線形光学材料は、ポリシラン化
合物を配向性させることにより、非線形光学効果を高め
ることができる。ポリシラン化合物を配向性させる方法
としては、例えば薄膜形成で用いられる種々の方法が利
用でき、具体的には真空蒸着法、キャスト法およびスピ
ンコート法などをあげることができる。これらの中では
スピンコート法が好ましい。
合物を配向性させることにより、非線形光学効果を高め
ることができる。ポリシラン化合物を配向性させる方法
としては、例えば薄膜形成で用いられる種々の方法が利
用でき、具体的には真空蒸着法、キャスト法およびスピ
ンコート法などをあげることができる。これらの中では
スピンコート法が好ましい。
【００２６】本発明の非線形光学材料は、レーザーのよ
うなコヒーレントな光を入射光として用いると、光高調
波発生、光パラメトリック発振および光混合などの非線
形光学効果を示すので、レーザー周波数変換装置、光パ
ラメトリック発振器および光混合デバイス等の非線形光
学デバイスに利用できる。また周波数変換素子等の非線
形光学素子として利用でき、種々の装置に用いることが
できる。
うなコヒーレントな光を入射光として用いると、光高調
波発生、光パラメトリック発振および光混合などの非線
形光学効果を示すので、レーザー周波数変換装置、光パ
ラメトリック発振器および光混合デバイス等の非線形光
学デバイスに利用できる。また周波数変換素子等の非線
形光学素子として利用でき、種々の装置に用いることが
できる。
【００２７】前記一般式〔１〕で表わされるポリシラン
化合物が優れた非線形光学効果を示す理由は明らかでは
ないが、ポリマーの主鎖中にケイ素−ケイ素結合および
π結合を有しているためであると推定される。
化合物が優れた非線形光学効果を示す理由は明らかでは
ないが、ポリマーの主鎖中にケイ素−ケイ素結合および
π結合を有しているためであると推定される。
【００２８】また本発明の非線形光学材料は、自然光の
ようなインコヒーレントな光を入射光とするとき透明性
に優れ、３００〜９００ｎｍの波長の光をほとんど吸収
しない。このため透明光学材料、中でも光を吸収しない
薄膜として利用することもできる。
ようなインコヒーレントな光を入射光とするとき透明性
に優れ、３００〜９００ｎｍの波長の光をほとんど吸収
しない。このため透明光学材料、中でも光を吸収しない
薄膜として利用することもできる。
【００２９】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、非線形光
学効果に優れた非線形光学材料およびこれからなる非線
形光学素子が得られる。また本発明によれば、透明性に
優れた透明光学材料およびこれからなる薄膜が得られる
。
学効果に優れた非線形光学材料およびこれからなる非線
形光学素子が得られる。また本発明によれば、透明性に
優れた透明光学材料およびこれからなる薄膜が得られる
。
【００３０】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。
【００３１】実施例１
｛ポリ（フェニルメチルジシラニレン）フェニレンの非
線形光学効果の測定｝ ポリ（フェニルメチルジシラニレン）フェニレン（ＧＰ
Ｃで測定した重量平均分子量２２０００、前記一般式〔
６〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、ｐが２、ｑが
１、ｒが約７０、ｓが０）３０．０ｍｇをジクロロエタ
ン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。この溶液を
ガラス基板上に３０００回転でスピンコートし、６５０
０Åのポリシラン化合物からなる薄膜を作製した。この
ようにして得られた薄膜にＹＡＧを用いてレーザーを照
射し、薄膜をレーザー光断面に対して垂直に回転させな
がら第三高調波の発生を実験した。その結果、石英の７
．６倍の三次非線形性能を確認した。
線形光学効果の測定｝ ポリ（フェニルメチルジシラニレン）フェニレン（ＧＰ
Ｃで測定した重量平均分子量２２０００、前記一般式〔
６〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、ｐが２、ｑが
１、ｒが約７０、ｓが０）３０．０ｍｇをジクロロエタ
ン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。この溶液を
ガラス基板上に３０００回転でスピンコートし、６５０
０Åのポリシラン化合物からなる薄膜を作製した。この
ようにして得られた薄膜にＹＡＧを用いてレーザーを照
射し、薄膜をレーザー光断面に対して垂直に回転させな
がら第三高調波の発生を実験した。その結果、石英の７
．６倍の三次非線形性能を確認した。
【００３２】実施例２
｛ポリ（フェニルメチルジシラニレン）フェニレンの吸
収スペクトルの測定｝ 実施例１で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、３
００ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
収スペクトルの測定｝ 実施例１で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、３
００ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
【００３３】実施例３
｛ポリ−１，４−（フェニルメチルジシラニレン）ナフ
タレンの非線形光学効果の測定｝ ポリ−１，４−（フェニルメチルジシラニレン）ナフタ
レン（ＧＰＣで測定した重量平均分子量１８６００、前
記一般式〔７〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、ｐ
が２、ｑが１、ｒが約５０、ｓが０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、２７００オングストロームのポリシラン化合物から
なる薄膜を作製した。このようにして得られた薄膜にＹ
ＡＧを用いてレーザーを照射し、サンプルをレーザー光
断面に対して垂直に回転させながら第三高調波の発生を
実験した。その結果、石英の１．３倍の三次非線形性能
を確認した。
タレンの非線形光学効果の測定｝ ポリ−１，４−（フェニルメチルジシラニレン）ナフタ
レン（ＧＰＣで測定した重量平均分子量１８６００、前
記一般式〔７〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、ｐ
が２、ｑが１、ｒが約５０、ｓが０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、２７００オングストロームのポリシラン化合物から
なる薄膜を作製した。このようにして得られた薄膜にＹ
ＡＧを用いてレーザーを照射し、サンプルをレーザー光
断面に対して垂直に回転させながら第三高調波の発生を
実験した。その結果、石英の１．３倍の三次非線形性能
を確認した。
【００３４】実施例４
｛ポリ−１，４−（フェニルメチルジシラニレン）ナフ
タレンの吸収スペクトルの測定｝ 実施例３で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、３
０２ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
タレンの吸収スペクトルの測定｝ 実施例３で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、３
０２ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
【００３５】実施例５
｛ポリ−１，５−（フェニルメチルジシラニレン）ナフ
タレンの非線形光学効果の測定｝ ポリ−１，５−（フェニルメチルジシラニレン）ナフタ
レン（ＧＰＣで測定した重量平均分子量２５４００、前
記一般式〔７〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、ｐ
が２、ｑが１、ｒが約７０、ｓが０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、４９００オングストロームのポリシラン化合物から
なる薄膜を作製した。このようにして得られた薄膜にＹ
ＡＧを用いてレーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面
に対して垂直に回転させながら第三高調波の発生を実験
した。その結果、石英の２．０倍の三次非線形性能を確
認した。
タレンの非線形光学効果の測定｝ ポリ−１，５−（フェニルメチルジシラニレン）ナフタ
レン（ＧＰＣで測定した重量平均分子量２５４００、前
記一般式〔７〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、ｐ
が２、ｑが１、ｒが約７０、ｓが０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、４９００オングストロームのポリシラン化合物から
なる薄膜を作製した。このようにして得られた薄膜にＹ
ＡＧを用いてレーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面
に対して垂直に回転させながら第三高調波の発生を実験
した。その結果、石英の２．０倍の三次非線形性能を確
認した。
【００３６】実施例６
｛ポリ−１，５−（フェニルメチルジシラニレン）ナフ
タレンの吸収スペクトルの測定｝ 実施例５で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、２
９７ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
タレンの吸収スペクトルの測定｝ 実施例５で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、２
９７ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
【００３７】実施例７
｛ポリ−２，７−（フェニルメチルジシラニレン）ナフ
タレンの非線形光学効果の測定｝ ポリ−２，７−（フェニルメチルジシラニレン）ナフタ
レン（ＧＰＣで測定した重量平均分子量１３０００、前
記一般式〔７〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、ｐ
が２、ｑが１、ｒが約３５、ｓが０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、１６００オングストロームのポリシラン化合物から
なる薄膜を作製した。このようにして得られた薄膜にＹ
ＡＧを用いてレーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面
に対して垂直に回転させながら第三高調波の発生を実験
した。その結果、石英の２．０倍の三次非線形性能を確
認した。
タレンの非線形光学効果の測定｝ ポリ−２，７−（フェニルメチルジシラニレン）ナフタ
レン（ＧＰＣで測定した重量平均分子量１３０００、前
記一般式〔７〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、ｐ
が２、ｑが１、ｒが約３５、ｓが０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、１６００オングストロームのポリシラン化合物から
なる薄膜を作製した。このようにして得られた薄膜にＹ
ＡＧを用いてレーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面
に対して垂直に回転させながら第三高調波の発生を実験
した。その結果、石英の２．０倍の三次非線形性能を確
認した。
【００３８】実施例８
｛ポリ−２，７−（フェニルメチルジシラニレン）ナフ
タレンの吸収スペクトルの測定｝ 実施例７で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、２
５３ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
タレンの吸収スペクトルの測定｝ 実施例７で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、２
５３ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
【００３９】実施例９
｛ポリ（フェニルメチルジシラニレン）ビニレンの非線
形光学効果の測定｝ ポリ（フェニルメチルジシラニレン）ビニレン（ＧＰＣ
で測定した重量平均分子量３９８００、前記一般式〔８
〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、Ｙ２がビニレン
基、ｐが２、ｑが１、ｒが約１５０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、４０００Åのポリシラン化合物からなる薄膜を作製
した。このようにして得られた薄膜にＹＡＧを用いてレ
ーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面に対して垂直に
回転させながら第三高調波の発生を実験した。その結果
、石英の２．７９倍の三次非線形性能を確認した。
形光学効果の測定｝ ポリ（フェニルメチルジシラニレン）ビニレン（ＧＰＣ
で測定した重量平均分子量３９８００、前記一般式〔８
〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、Ｙ２がビニレン
基、ｐが２、ｑが１、ｒが約１５０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、４０００Åのポリシラン化合物からなる薄膜を作製
した。このようにして得られた薄膜にＹＡＧを用いてレ
ーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面に対して垂直に
回転させながら第三高調波の発生を実験した。その結果
、石英の２．７９倍の三次非線形性能を確認した。
【００４０】実施例１０
｛ポリ（フェニルメチルジシラニレン）ビニレンの吸収
スペクトルの測定｝ 実施例９で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、２
８９ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
スペクトルの測定｝ 実施例９で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、２
８９ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
【００４１】実施例１１
｛ポリ（フェニルメチルジシラニレン）エチニレンの非
線形光学効果の測定｝ ポリ（フェニルメチルジシラニレン）エチニレン（ＧＰ
Ｃで測定した重量平均分子量１２３００、前記一般式〔
８〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、Ｙ２がエチニ
レン基、ｐが２、ｑが１、ｒが約５０）３０．０ｍｇを
ジクロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した
。この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコー
トし、１３０００Åのポリシラン化合物からなる薄膜を
作製した。このようにして得られた薄膜にＹＡＧを用い
てレーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面に対して垂
直に回転させながら第三高調波の発生を実験した。その
結果、石英の１．２２倍の三次非線形性能を確認した。
線形光学効果の測定｝ ポリ（フェニルメチルジシラニレン）エチニレン（ＧＰ
Ｃで測定した重量平均分子量１２３００、前記一般式〔
８〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、Ｙ２がエチニ
レン基、ｐが２、ｑが１、ｒが約５０）３０．０ｍｇを
ジクロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した
。この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコー
トし、１３０００Åのポリシラン化合物からなる薄膜を
作製した。このようにして得られた薄膜にＹＡＧを用い
てレーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面に対して垂
直に回転させながら第三高調波の発生を実験した。その
結果、石英の１．２２倍の三次非線形性能を確認した。
【００４２】実施例１２
｛ポリ（フェニルメチルジシラニレン）エチニレンの吸
収スペクトルの測定｝ 実施例１１で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、
２６３ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
収スペクトルの測定｝ 実施例１１で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、
２６３ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
【００４３】実施例１３
｛ポリ（フェニルメチルジシラニレン）ブテニレンの非
線形光学効果の測定｝ ポリ（フェニルメチルジシラニレン）ブテニレン（ＧＰ
Ｃで測定した重量平均分子量１７４００、前記一般式〔
８〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、Ｙがブテニレ
ン基、ｐが２、ｑが１、ｒが約６０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、６２００Åのポリシラン化合物からなる薄膜を作製
した。このようにして得られた薄膜にＹＡＧを用いてレ
ーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面に対して垂直に
回転させながら第三高調波の発生を実験した。その結果
、石英の１．６２倍の三次非線形性能を確認した。
線形光学効果の測定｝ ポリ（フェニルメチルジシラニレン）ブテニレン（ＧＰ
Ｃで測定した重量平均分子量１７４００、前記一般式〔
８〕のＲがフェニル基、Ｒ２がメチル基、Ｙがブテニレ
ン基、ｐが２、ｑが１、ｒが約６０）３０．０ｍｇをジ
クロロエタン溶媒に溶解させ、１０％溶液を調製した。 この溶液をガラス基板上に３０００回転でスピンコート
し、６２００Åのポリシラン化合物からなる薄膜を作製
した。このようにして得られた薄膜にＹＡＧを用いてレ
ーザーを照射し、薄膜をレーザー光断面に対して垂直に
回転させながら第三高調波の発生を実験した。その結果
、石英の１．６２倍の三次非線形性能を確認した。
【００４４】実施例１４
｛ポリ（フェニルメチルジシラニレン）ブテニレンの吸
収スペクトルの測定｝ 実施例１３で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、
２９３ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
収スペクトルの測定｝ 実施例１３で得られた薄膜のＵＶ測定を行ったところ、
２９３ｎｍ以下の波長の光で吸収が観測された。
Claims (7)
- 【請求項１】 一般式〔１〕 【化１】 （式中、ＲおよびＲ２はそれぞれ独立に水素原子、アル
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｙは炭
素環式不飽和結合を含有する基または非環式不飽和結合
を含有する基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１以
上の数を示す。）で表わされるポリシラン化合物からな
ることを特徴とする非線形光学材料。 - 【請求項２】 ポリシラン化合物が、一般式〔２〕【
化２】 （式中、ＲおよびＲ２はそれぞれ独立に水素原子、アル
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｒ３は
アルキル基、アリール基、アラルキル基、電子供与基ま
たは電子吸引基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１
以上の数を示し、ｓは０〜４の整数を示す。ｓが２以上
の場合、Ｒ３は同一でも異なっていてもよい。）で表わ
されるポリシラン化合物である請求項１記載の非線形光
学材料。 - 【請求項３】 ポリシラン化合物が、一般式〔３〕【
化３】 （式中、ＲおよびＲ２はそれぞれ独立に水素原子、アル
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｒ３は
アルキル基、アリール基、アラルキル基、電子供与基ま
たは電子吸引基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１
以上の数を示し、ｓは０〜４の整数を示す。ｓが２以上
の場合、Ｒ３は同一でも異なっていてもよい。）で表わ
されるポリシラン化合物である請求項１記載の非線形光
学材料。 - 【請求項４】 一般式〔１〕のＹが不飽和結合を含有
する鎖式炭化水素基である請求項１記載の非線形光学材
料。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の
非線形光学材料からなることを特徴とする非線形光学素
子。 - 【請求項６】 一般式〔１〕 【化４】 （式中、ＲおよびＲ２はそれぞれ独立に水素原子、アル
キル基、アリール基またはアラルキル基を示し、Ｙは炭
素環式不飽和結合を含有する基または非環式不飽和結合
を含有する基を示し、ｍおよびｎはそれぞれ独立に１以
上の数を示す。）で表わされるポリシラン化合物からな
ることを特徴とする透明光学材料。 - 【請求項７】 請求項６記載の透明光学材料からなる
ことを特徴とする薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3086946A JP3021741B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 非線形光学材料、非線形光学素子、透明光学材料および薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3086946A JP3021741B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 非線形光学材料、非線形光学素子、透明光学材料および薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318821A true JPH04318821A (ja) | 1992-11-10 |
| JP3021741B2 JP3021741B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=13901039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3086946A Expired - Lifetime JP3021741B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 非線形光学材料、非線形光学素子、透明光学材料および薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021741B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530956A (en) * | 1993-03-04 | 1996-06-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-linear optical devices employing a polysilane composition and a polysilane composition therefor |
| JPH11130866A (ja) * | 1997-08-28 | 1999-05-18 | Toppan Printing Co Ltd | 電子機器部品およびそれに用いる耐熱性低誘電率化合物 |
| WO2005080472A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Japan Science And Technology Agency | 有機ケイ素化合物およびその製造方法 |
| WO2006009123A1 (ja) * | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Toagosei Co., Ltd. | ポリカルボシラン及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP3086946A patent/JP3021741B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530956A (en) * | 1993-03-04 | 1996-06-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-linear optical devices employing a polysilane composition and a polysilane composition therefor |
| JPH11130866A (ja) * | 1997-08-28 | 1999-05-18 | Toppan Printing Co Ltd | 電子機器部品およびそれに用いる耐熱性低誘電率化合物 |
| WO2005080472A1 (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-01 | Japan Science And Technology Agency | 有機ケイ素化合物およびその製造方法 |
| US7253243B2 (en) | 2004-02-20 | 2007-08-07 | Japan Science And Technology Agency | Organosilicon compounds and method of manufacturing the same |
| WO2006009123A1 (ja) * | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Toagosei Co., Ltd. | ポリカルボシラン及びその製造方法 |
| JPWO2006009123A1 (ja) * | 2004-07-16 | 2008-05-01 | 東亞合成株式会社 | ポリカルボシラン及びその製造方法 |
| US7652118B2 (en) | 2004-07-16 | 2010-01-26 | Toagosei Co., Ltd. | Polycarbosilane and method for producing same |
| JP5223193B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2013-06-26 | 東亞合成株式会社 | ポリカルボシラン及びその製造方法並びに絶縁性材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3021741B2 (ja) | 2000-03-15 |
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