JPH04345140A - Nonlinear optical material and optical function element formed by using this material - Google Patents

Nonlinear optical material and optical function element formed by using this material

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JPH04345140A
JPH04345140A JP11838491A JP11838491A JPH04345140A JP H04345140 A JPH04345140 A JP H04345140A JP 11838491 A JP11838491 A JP 11838491A JP 11838491 A JP11838491 A JP 11838491A JP H04345140 A JPH04345140 A JP H04345140A
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JP
Japan
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group
nonlinear optical
optical
nonlinear
formula
Prior art date
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Application number
JP11838491A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichiro Ogawa
小川 桂一郎
Takahito Takeuchi
敬人 竹内
Atsushi Tsunoda
敦 角田
Akio Kobi
向尾 昭夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve nonlinear performance and to expand transparency from a visible region to a near UV region by forming hexahydro-1,3,5-tribenzoyl-s- triazine consisting of the triazine deriv. expressed by specific formula. CONSTITUTION:The nonlinear optical material is constituted of the triazine compd. expressed by the formula I. In the formula I, R1 to R3 denote an arom. ring, hetero ring, org. group having a conjugation group which may be different from each other or may be substd. X1 to X3 denote a hydrogen atom, halogen atom or org. residual group which may be different from each other; (n), (m), (l) denote integer 0 to 5. The org. nonlinear material obtd. in such a manner consists of the compd. having the triazine ring at the molecular center and, therefore, has the crystal structure asymmetrical to the center line indispensable in the generation of the second harmonic wave of light which is one of the org. nonlinear optical characteristics. The nonlinear optical element consisting of the medium which allows easy crystal formation and has excellent thermal stability if thus obtd. Then, the groups having the high dipole moment do not exist in the molecules.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は有機化合物からなる非線
形光学材料およびそれを用いた光機能素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonlinear optical material made of an organic compound and an optical functional element using the same.

【0002】0002

【従来の技術】非線形光学素子は、2次、3次の光高調
波発生、光混合、または光パラメトリック発振を利用し
た波長変換素子として注目されている。また、光スイッ
チとしての光双安定素子など光コンピュータの基本素子
として注目を集めている。
2. Description of the Related Art Nonlinear optical elements are attracting attention as wavelength conversion elements that utilize second-order and third-order optical harmonic generation, optical mixing, or optical parametric oscillation. It is also attracting attention as a basic element of optical computers, such as optical bistable devices used as optical switches.

【0003】従来、非線形光学材料としては、ニオブ酸
リチウム(LiNbO3)、ひ素化ガリウム(GaAs
)等の無機材料が検討されてきた。しかし、近年、上記
の材料に比べ、非線形光学性能が格段に大きく(10〜
100倍)、また、光双安定素子等で重要となる光応答
速度が大きい有機化合物の非線形光学材料が研究される
ようになった。
Conventionally, lithium niobate (LiNbO3), gallium arsenide (GaAs) have been used as nonlinear optical materials.
) and other inorganic materials have been studied. However, in recent years, compared to the above materials, the nonlinear optical performance has been significantly higher (10~
100 times), and nonlinear optical materials made of organic compounds with high optical response speeds, which are important in optical bistable devices, have begun to be studied.

【0004】こうした有機化合物の非線形光学材料には
、尿素、2−メチル−4−ニトロアニリン(略称MNA
:特開昭55−500960号公報)、N−(4−ニト
ロフェニル)−L−プロリノール(略称NPP:特開昭
59−21665号公報)等が提案されている。特に、
MNAやNPPは、無機材料の100倍以上の2次の非
線形光学効果を有することが知られている。
Nonlinear optical materials made of organic compounds include urea, 2-methyl-4-nitroaniline (abbreviated as MNA),
: JP-A-55-500960), N-(4-nitrophenyl)-L-prolinol (abbreviation NPP: JP-A-59-21665), and the like have been proposed. especially,
MNA and NPP are known to have a second-order nonlinear optical effect that is 100 times or more greater than that of inorganic materials.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の有機化
合物の非線形光学材料は、非線形光学定数が非常に大き
い反面、大きな単結晶が得にくいこと、該結晶の安定性
が悪いこと、光の透過性を示すカットオフ波長が長いこ
と(光吸収が可視域にある)等の問題があった。特に、
カットオフ波長が長いと云うことは、例えば半導体レー
ザの光2次高調波発生(SHG)波長変換素子への応用
等において改良すべき重要な課題である。この点は、S
HG波長変換素子に限らず、広く、可視域での光プロセ
ッシングを考えた場合にも同様に要請される。
[Problems to be Solved by the Invention] However, although conventional nonlinear optical materials made of organic compounds have very large nonlinear optical constants, they have problems such as difficulty in obtaining large single crystals, poor stability of the crystals, and poor light transmission. There were problems such as the long cutoff wavelength (light absorption is in the visible range). especially,
The fact that the cutoff wavelength is long is an important issue that should be improved, for example, in application to optical second harmonic generation (SHG) wavelength conversion elements of semiconductor lasers. This point is
The same requirement applies not only to HG wavelength conversion elements but also to a wide range of optical processing in the visible range.

【0006】MNAのカットオフ波長は480nmで、
NPPは約490nmといずれも長波長域にある。この
ため、現用のGaAlAs系の近赤外半導体レーザ(発
振波長約800〜900nm)のSHG波長変換素子用
の材料としては好ましくない。
[0006] The cutoff wavelength of MNA is 480 nm,
NPP is in the long wavelength range of about 490 nm. Therefore, it is not preferable as a material for the SHG wavelength conversion element of the current GaAlAs-based near-infrared semiconductor laser (oscillation wavelength of about 800 to 900 nm).

【0007】本発明の目的は、非線形光学定数が大きく
、かつ、カットオフ波長が短い、安定な有機化合物から
なる非線形光学材料を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a nonlinear optical material made of a stable organic compound that has a large nonlinear optical constant and a short cutoff wavelength.

【0008】本発明の他の目的は、上記非線形光学材料
を用いた光機能素子を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an optical functional element using the above nonlinear optical material.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の要旨は次のとおりである。
[Means for Solving the Problems] The gist of the present invention for solving the above problems is as follows.

【0010】一般式〔1〕General formula [1]

【0011】[0011]

【化3】[Chemical formula 3]

【0012】〔式中、R1,R2,R3は芳香環,ヘテ
ロ環または共役系を有する有機基を示しこれらは互いに
異なっていても置換されていてもよく、X1,X2,X
3は水素原子,ハロゲン原子または有機残基を示しこれ
らは互いに異なっていてもよい。n,m,lは0〜5の
整数を示す。〕で表されるトリアジン化合物により構成
したことを特徴とする非線形光学材料にある。
[In the formula, R1, R2, and R3 represent an organic group having an aromatic ring, a heterocycle, or a conjugated system, and these may be different from each other or substituted, and X1,
3 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an organic residue, and these may be different from each other. n, m, and l represent integers of 0 to 5. ] A nonlinear optical material characterized by being composed of a triazine compound represented by the following.

【0013】特に、一般式〔1〕において、R1,R2
,R3はフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、ビフ
ェニリル基、スチリル基、フェナンスリル基などの芳香
環基、フリル基、ピロリル基、ピリジル基、キノリル基
、チエニル基、フルフリル基、テニル基、ピペリジノ基
、ピペリジニル基などのヘテロ環基、アルキル基、アル
ケニル基などの有機基であり、特に、下記の構造式〔2
〕で示される有機基より選ばれた非線形光学材料が好ま
しい。
In particular, in general formula [1], R1, R2
, R3 is an aromatic ring group such as a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a biphenylyl group, a styryl group, a phenanthryl group, a furyl group, a pyrrolyl group, a pyridyl group, a quinolyl group, a thienyl group, a furfuryl group, a thenyl group, a piperidino group, It is an organic group such as a heterocyclic group such as a piperidinyl group, an alkyl group, or an alkenyl group, and in particular, the following structural formula [2
] Preferably, a nonlinear optical material selected from the organic group represented by the following is used.

【0014】[0014]

【化4】[C4]

【0015】更に、前記一般式〔1〕において、X1,
X2,X3は有機残基、特に、アルキル基、アルコキシ
ル基、ニトロ基、ニトリル基、アルキルアミノ基、ジア
ルキルアミノ基、カルバモイル基、水酸基、メルカプト
基、カルボキシルエステル基、塩素原子、臭素原子、ヨ
ウ素原子、トリアルキルシリル基から選ばれる非線形光
学材料が好ましい。
Furthermore, in the general formula [1], X1,
X2 and X3 are organic residues, particularly an alkyl group, an alkoxyl group, a nitro group, a nitrile group, an alkylamino group, a dialkylamino group, a carbamoyl group, a hydroxyl group, a mercapto group, a carboxyl ester group, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom , trialkylsilyl groups are preferred.

【0016】前記のトリアジン系化合物の合成方法は、
例えば、ジャーナル  オブ  アメリカン  ケミカ
ル  ソサエティ(Journal  of  Ame
rican  Chemical  Society)
,第70巻,8079〜3081頁(1948年)、シ
ンセシス(Synthesis)467〜468頁(1
976年)に詳述されている。
The method for synthesizing the above triazine compound is as follows:
For example, the Journal of American Chemical Society
rican Chemical Society)
, Vol. 70, pp. 8079-3081 (1948), Synthesis, pp. 467-468 (1948).
976).

【0017】本発明の非線形光学材料は、単体において
は結晶または非結晶の状態で塊状,平板状,繊維状,粉
末状,薄膜状に形成して用いることができる。また、上
記の形状において、異種材料あるいは本発明の構造の異
なる他の材料と共存,混在させて用いることができる。 特に、これらの具体的応用例としては、光導波路、光ケ
ーブル、集積回路、表示素子等が挙げられる。
The nonlinear optical material of the present invention can be used alone in a crystalline or amorphous state and in the form of a lump, a plate, a fiber, a powder, or a thin film. Further, in the above shape, different materials or other materials having different structures according to the present invention can coexist or be used in a mixed manner. In particular, specific examples of these applications include optical waveguides, optical cables, integrated circuits, display elements, and the like.

【0018】本発明の非線形光学材料となる化合物を下
記に例示する。なお、下式においてMeはメチル基を示
す。
Examples of compounds that can be used as the nonlinear optical material of the present invention are shown below. In addition, in the following formula, Me represents a methyl group.

【0019】[0019]

【化5】[C5]

【0020】[0020]

【化6】[C6]

【0021】[0021]

【化7】[C7]

【0022】[0022]

【化8】[Chemical formula 8]

【0023】本発明の非線形光学材料を結晶状態で用い
る場合、その結晶形成法には公知の方法が使用できる。 例えば、ブリッジマン法、温度降下法、溶剤蒸発法、溶
剤組成変化法などがある。なお、前記一般式〔1〕で示
されるトリアジン化合物は、非中心対称性の結晶構造を
有していることが望ましい。
When the nonlinear optical material of the present invention is used in a crystalline state, known methods can be used to form the crystal. Examples include the Bridgman method, the temperature drop method, the solvent evaporation method, and the solvent composition change method. Note that the triazine compound represented by the general formula [1] desirably has a non-centrosymmetric crystal structure.

【0024】さらにまた、共存,混在することができる
他の材料としては、無機物質では例えばガラス、水晶、
ダイアモンド、二酸化けい素、雲母、大理石、方解石、
単結晶シリコン、非晶質シリコン、GaP、CdS、K
DP、KTP、ニオブ酸リチウム、臭化カリウム、ロッ
シェル塩、硫酸銅、フッ化カルシウム、グラファイト、
二酸化錫、チタン酸バリウム、赤血塩、陶磁器、セラミ
ックス、ベントナイト、セメント等や金属または合金を
用いることができる。有機物質では例えば、ポリカーボ
ネート、ポリスルフォン、ポリアリレート、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン
、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリブタジエン、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、石油樹脂、メラミ
ン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、イソプレンゴ
ム、エチレン−プロピレンゴム、ノルボルネン樹脂、シ
アノアクリレート樹脂、スチレン樹脂およびこれらの樹
脂の共重合体、もしくは、セルロース、でん粉、キチン
、リグニン等の多糖類、コラーゲン、にかわ、ゼラチン
、寒天、絹糸、綿糸、ナイロン糸、アルブミン、グロブ
リンその他の蛋白質、木質、骨粉等が、低分子の有機物
質としてはナフタレン、アントラセン等の縮合芳香族化
合物、染料、顔料、尿素、酒石酸、光学活性アミノ酸等
が挙げられる。
Furthermore, other materials that can coexist or coexist include inorganic substances such as glass, crystal,
Diamond, silicon dioxide, mica, marble, calcite,
Single crystal silicon, amorphous silicon, GaP, CdS, K
DP, KTP, lithium niobate, potassium bromide, Rochelle salt, copper sulfate, calcium fluoride, graphite,
Tin dioxide, barium titanate, red blood salt, china, ceramics, bentonite, cement, etc., metals, or alloys can be used. Examples of organic substances include polycarbonate, polysulfone, polyarylate, polyester, polyamide, polyimide, polysiloxane, polyethylene terephthalate, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, acrylic resin, polybutadiene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, petroleum resin, and melamine. Resins, epoxy resins, phenolic resins, isoprene rubber, ethylene-propylene rubber, norbornene resins, cyanoacrylate resins, styrene resins and copolymers of these resins, or polysaccharides such as cellulose, starch, chitin, and lignin, collagen, Glue, gelatin, agar, silk thread, cotton thread, nylon thread, albumin, globulin and other proteins, wood, bone powder, etc.; low-molecular organic substances include condensed aromatic compounds such as naphthalene and anthracene, dyes, pigments, urea, and tartaric acid. , optically active amino acids, and the like.

【0025】また、前記非線形光学材料は、接着、融着
、電着、蒸着、圧着、スパッタリング、MBE法、染着
、溶融成型、混錬、プレス成型、溶液からの塗工等その
用途または目的に応じて各種の方法で形成することがで
きる。
[0025] The nonlinear optical material may be used for various purposes such as adhesion, fusion, electrodeposition, vapor deposition, pressure bonding, sputtering, MBE method, dyeing, melt molding, kneading, press molding, coating from a solution, etc. It can be formed by various methods depending on the situation.

【0026】本発明の非線形光学材料を用いた製品の形
成後に、外観,特性の向上や長寿命化のため後処理を行
ってもよい。こうした後処理としては熱アニーリング、
放射線照射、電子線照射、光照射、電波照射、磁力線照
射、超音波照射等が挙げられるが、特に限定されない。
[0026] After forming a product using the nonlinear optical material of the present invention, post-treatment may be performed to improve appearance and properties and extend life. These post-treatments include thermal annealing,
Examples include, but are not limited to, radiation irradiation, electron beam irradiation, light irradiation, radio wave irradiation, magnetic force line irradiation, ultrasound irradiation, and the like.

【0027】本発明の非線形光学材料は、粉末状態でN
d−YAGレーザ光(波長1.06μm)を照射するこ
とによって、光2次高調波である緑色光(波長0.53
μm)を発生させることができる。
The nonlinear optical material of the present invention contains N in a powder state.
By irradiating d-YAG laser light (wavelength 1.06 μm), green light (wavelength 0.53 μm), which is the second harmonic of light, is emitted.
μm) can be generated.

【0028】また、単結晶の非線形光学材料は、特定の
結晶面からNd−YAGレーザ光を入射させることによ
り、コヒーレントな光2次高調波を発生させることがで
き、このような結晶をレーザ光の共振器の中に保持する
ことにより、高変換効率でコヒーレントな光2次高調波
を発生させることができる。
Furthermore, a single crystal nonlinear optical material can generate a coherent optical second harmonic by injecting an Nd-YAG laser beam from a specific crystal plane. By holding it in a resonator, coherent optical second harmonics can be generated with high conversion efficiency.

【0029】前記非線形光学材料をクラッド層に囲まれ
たコアとなるべき空間に充填して単結晶化することによ
り、少ない入射光強度でも光2次高調波を発生させるこ
とができる。この場合、GaAlAs半導体レーザ光(
波長0.88〜0.75μm)を光源とすると、青色光
(波長0.44〜0.37μm)を発振する短波長固体
レーザを形成することができる。クラッドおよびコアは
ファイバの形状もしくは導波路の形状のいずれにも形成
することができる。
[0029]By filling the space to be the core surrounded by the cladding layer with the nonlinear optical material and forming a single crystal, it is possible to generate optical second harmonics even with a low intensity of incident light. In this case, GaAlAs semiconductor laser light (
When a light source having a wavelength of 0.88 to 0.75 μm is used, a short-wavelength solid-state laser that emits blue light (wavelength of 0.44 to 0.37 μm) can be formed. The cladding and core can be formed either in the shape of a fiber or in the shape of a waveguide.

【0030】本発明の前記非線形光学材料は、種々の非
線形光学効果を利用するデバイス、特に2次非線形性を
はじめとする偶数次の非線形感受率に特徴づけられる非
線形光学素子等に用いられる。また、本発明の有機非線
形光学素子を用いることにより、高耐レーザ光性の共振
器型光2次高調波発生素子や、コンパクトでパワー密度
の高いチェレンコフ型光2次高調波発生素子が実現でき
る。
The nonlinear optical material of the present invention is used in devices that utilize various nonlinear optical effects, particularly nonlinear optical elements characterized by even-order nonlinear susceptibility including second-order nonlinearity. Furthermore, by using the organic nonlinear optical element of the present invention, it is possible to realize a resonator type optical second harmonic generation element with high laser resistance and a Cherenkov type optical second harmonic generation element that is compact and has high power density. .

【0031】具体的用途としては、光混合、光パラメト
リック発振、光高調波発生、ポッケルス効果、カー効果
等の非線形光学効果に優れた有機材料を媒体に用いた非
線形光学素子で、特に光波長変換素子、光変調器、光ス
イッチ、光メモリ、光混合器、光位相分別器、光位相共
役鏡、光導波路、光論理回路等の光機能素子等に応用す
ることができる。
Specific applications include nonlinear optical elements using organic materials as a medium with excellent nonlinear optical effects such as optical mixing, optical parametric oscillation, optical harmonic generation, Pockels effect, and Kerr effect, and in particular, optical wavelength conversion. It can be applied to optical functional devices such as devices, optical modulators, optical switches, optical memories, optical mixers, optical phase separators, optical phase conjugate mirrors, optical waveguides, and optical logic circuits.

【0032】[0032]

【作用】本発明の有機非線形材料は、トリアジン環を分
子中心に有する構造を含む化合物からなるために、有機
非線形光学性の一つである光2次高調波発生において不
可欠な、非中心対称性の結晶構造を持ち、結晶作製が容
易で熱的安定性の優れた媒質からなる非線形光学素子を
与える。従って、分子内に双極子モーメントの大きいも
のがないためカットオフ波長が可視域に及んだり、反転
対称性の結晶を形成することがない。
[Operation] Since the organic nonlinear material of the present invention is composed of a compound containing a structure having a triazine ring at the center of the molecule, it exhibits non-centrosymmetric properties, which are essential for optical second harmonic generation, which is one of the organic nonlinear optical properties. The present invention provides a nonlinear optical element made of a medium that has a crystal structure, is easy to prepare as a crystal, and has excellent thermal stability. Therefore, since there is no substance with a large dipole moment in the molecule, the cutoff wavelength does not extend into the visible range, and crystals with inversion symmetry are not formed.

【0033】[0033]

【実施例】次に本発明を実施例に基づいて説明する。EXAMPLES Next, the present invention will be explained based on examples.

【0034】〔実施例  1〕本発明の有機非線形材料
に用いるヘキサヒドロ−1,3,5−トリベンゾイル−
s−トリアジンの合成方法について述べる。
[Example 1] Hexahydro-1,3,5-tribenzoyl used in the organic nonlinear material of the present invention
A method for synthesizing s-triazine will be described.

【0035】四つ口フラスコにベンゾニトリル11g(
0.2モル)と濃硫酸0.4gを加え、温度計、水銀シ
ールスターラ、滴下ロートおよび冷却管を取付けた。該
混合物を95℃まで加熱し、還流しつゝトリオキサン6
g(ホルムアルデヒドとして0.2モル)を滴下した。 滴下するにつれ反応系内の温度は上昇し、滴下終了後還
流が停止する155℃になるまで加熱を続けた。放冷後
、得られた暗褐色の固形物を90%エチルアルコールで
十分洗浄し、白色化した固形物をクロロホルム溶液/エ
ーテル系から再沈再結晶し、白色結晶の目的物を得た。 収量10g,収率37.5%,融点220〜222℃。 元素分析の結果は、N:10.38(計算値10.53
)である。
11 g of benzonitrile (
0.2 mol) and 0.4 g of concentrated sulfuric acid were added, and a thermometer, mercury sealed stirrer, dropping funnel and cooling pipe were attached. The mixture was heated to 95°C, and while refluxing, trioxane 6
g (0.2 mol as formaldehyde) was added dropwise. The temperature inside the reaction system rose as the dropwise addition was completed, and heating was continued until the temperature reached 155° C., at which reflux stopped after the dropwise addition was completed. After cooling, the obtained dark brown solid was thoroughly washed with 90% ethyl alcohol, and the white solid was reprecipitated and recrystallized from a chloroform solution/ether system to obtain the desired product as white crystals. Yield: 10 g, yield: 37.5%, melting point: 220-222°C. The result of elemental analysis is N: 10.38 (calculated value 10.53
).

【0036】〔実施例  2〕実施例1で得たヘキサヒ
ドロ−1,3,5−トリベンゾイル−s−トリアジンの
非線形光学特性の一つである光2次高調波発生(SHG
)および透明性を測定した。
[Example 2] Optical second harmonic generation (SHG), which is one of the nonlinear optical properties of hexahydro-1,3,5-tribenzoyl-s-triazine obtained in Example 1,
) and transparency were measured.

【0037】上記化合物を70℃に加温した98%エタ
ノールに溶解して飽和溶液とし、温度を70℃から−1
0℃まで−0.23℃/hの割合で約2週間かけて徐冷
し、10×5×5mm〜数百μm角の複数の無色の単結
晶を得た。次に、これらの単結晶中で1mm角以下の比
較的小さい単結晶を集めて、めのう鉢にて粉砕し、透過
粒径を制御したふるいにかけて粒径100〜300μm
の粉末を集め、プレスしてペレット状に押し固め試料と
た。図1に示すように該試料3を無蛍光スライドガラス
の基板2に付着し、Nd−YAGレーザ光10(カンタ
レイ社製、DCR−3、波長1.06μm、ピークパワ
ー0.1MW、繰返し周波数10Hz)を照射したとこ
ろ、緑色の光2次高調波が観測された。
The above compound was dissolved in 98% ethanol heated to 70°C to make a saturated solution, and the temperature was increased from 70°C to -1
It was slowly cooled to 0°C at a rate of -0.23°C/h over about two weeks to obtain a plurality of colorless single crystals measuring 10 x 5 x 5 mm to several hundred μm square. Next, among these single crystals, relatively small single crystals of 1 mm square or less are collected, crushed in an agate pot, and passed through a sieve with a controlled particle size of 100 to 300 μm.
The powder was collected and pressed into a pellet to form a sample. As shown in FIG. 1, the sample 3 was attached to a non-fluorescent slide glass substrate 2, and a Nd-YAG laser beam 10 (manufactured by Kantaray Co., Ltd., DCR-3, wavelength 1.06 μm, peak power 0.1 MW, repetition frequency 10 Hz) was applied. ), a second harmonic of green light was observed.

【0038】図1は上記光学系の概略図であるが、Nd
−YAGレーザの発光装置であるQ−スイッチNd−Y
AGレーザ1より入射光10を試料3の中心部に照射す
る。これによって生ずる乱反射光12を、レンズ5およ
び赤外カットフィルタ6を透過させモノクロメータ7お
よび光電管8によって、上記光2次高調波の強度を測定
した。
FIG. 1 is a schematic diagram of the above optical system.
-Q-switch Nd-Y which is a light emitting device of YAG laser
The AG laser 1 irradiates the center of the sample 3 with incident light 10 . The resulting diffusely reflected light 12 was transmitted through a lens 5 and an infrared cut filter 6, and the intensity of the second harmonic of the light was measured using a monochromator 7 and a phototube 8.

【0039】該光2次高調波の強度は尿素粉末に同様に
レーザ光を照射した場合に比べて、8.6倍あり、非線
形光学定数が大きいことが分かる。
It can be seen that the intensity of the second harmonic of the light is 8.6 times that of the case where urea powder is similarly irradiated with laser light, and the nonlinear optical constant is large.

【0040】次に、前記粉末の一部をに溶解して濃度9
.012×10 ̄6モル/lのイソプロピルアルコール
溶液とし、分光器(日立製作所製、340型自記分光光
度計)を用いて波長200〜850nmの吸収スペクト
ルを測定した。その結果を図2に示す。
Next, a part of the powder was dissolved to a concentration of 9.
.. An isopropyl alcohol solution of 012×10−6 mol/l was prepared, and the absorption spectrum at a wavelength of 200 to 850 nm was measured using a spectrometer (manufactured by Hitachi, Ltd., model 340 self-recording spectrophotometer). The results are shown in FIG.

【0041】λmax220.3nm(ε=21605
)、カットオフ(λcut  off)波長298nm
であった。
[0041]λmax220.3nm (ε=21605
), cutoff (λcut off) wavelength 298nm
Met.

【0042】図3に、本発明の有機非線形材料の光機能
素子の応用例である光波長変換装置の概略図を示す。
FIG. 3 shows a schematic diagram of an optical wavelength conversion device which is an application example of the optical functional element made of the organic nonlinear material of the present invention.

【0043】有機非線形材料の単結晶またはその高分子
分散体により形成されたコアがクラッド層によって囲ま
れたSUG素子25に、レーザーダイオード21からの
レーザー光26(GaAlAs半導体レーザ光;波長0
.88〜0.75μm)をコリメータ22、アナモルフ
ィックプリズム23および集光レンズ24を経て透過さ
せることにより、青色光(波長0.44〜0.37μm
)の光2次高調波を得ることができる。上記SHG素子
25を用いることにより、カットオフ波長が短かく、高
耐レーザ光性に優れた光波長変換装置が得られる。
A laser beam 26 (GaAlAs semiconductor laser beam; wavelength 0
.. Blue light (wavelength: 0.44-0.37 μm) is transmitted through the collimator 22, anamorphic prism 23, and condensing lens 24.
) can be obtained. By using the SHG element 25, an optical wavelength conversion device with a short cutoff wavelength and excellent laser beam resistance can be obtained.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、カットオフ波長が短く
、かつ、非線形光学定数の大きい非線形光学材料を得る
ことができる。該材料を用いることにより、これまでに
ない優れた非線形光学特性を有する光機能素子を提供す
ることができる。
According to the present invention, a nonlinear optical material having a short cutoff wavelength and a large nonlinear optical constant can be obtained. By using this material, it is possible to provide an optical functional element with unprecedented nonlinear optical properties.

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

【図1】本発明の実施例で用いた光2次高調波の測定を
行った光学系の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an optical system used in an example of the present invention to measure optical second harmonics.

【図2】本発明の実施例で用いたヘキサヒドロ−1,3
,5−トリベンゾイル−s−トリアジンのイソプロピル
アルコール中での吸収スペクトルである。
[Figure 2] Hexahydro-1,3 used in Examples of the present invention
, 5-tribenzoyl-s-triazine in isopropyl alcohol.

【図3】本発明の有機非線形材料の光機能素子を用いた
光波長変換装置の概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of an optical wavelength conversion device using an optical functional element made of an organic nonlinear material of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…Q−スイッチNd−YAGレーザ、2…基板、3…
試料、4…ダンパー、5…レンズ、6…赤外カットフィ
ルタ、7…モノクロメータ、8…光電子増倍管、9…ペ
ンレコーダ、10…入射光(波長1.06μm)、11
…反射光(波長1.06,0.53μm)、12…散乱
光(波長1.06,0.53μm)、21…レーザーダ
イオード、22…コリメータ、23…アナモルフィック
プリズム、24…集光レンズ、25…SHG素子、26
…レーザー光。
1...Q-switch Nd-YAG laser, 2...substrate, 3...
Sample, 4... Damper, 5... Lens, 6... Infrared cut filter, 7... Monochromator, 8... Photomultiplier tube, 9... Pen recorder, 10... Incident light (wavelength 1.06 μm), 11
...Reflected light (wavelength 1.06, 0.53 μm), 12...Scattered light (wavelength 1.06, 0.53 μm), 21...Laser diode, 22...Collimator, 23...Anamorphic prism, 24...Condensing lens , 25...SHG element, 26
...laser light.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一般式〔1〕 【化1】 〔式中、R1,R2,R3は芳香環,ヘテロ環または共
役系を有する有機基を示しこれらは互いに異なっていて
も置換されていてもよく、X1,X2,X3は水素原子
,ハロゲン原子または有機残基を示しこれらは互いに異
なっていてもよい。n,m,lは0〜5の整数を示す。 〕で表されるトリアジン化合物により構成したことを特
徴とする非線形光学材料。
[Claim 1] General formula [1] [Formula 1] [In the formula, R1, R2, and R3 represent an organic group having an aromatic ring, a heterocycle, or a conjugated system, and these may be different from each other or substituted. X1, X2, and X3 often represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an organic residue, and these may be different from each other. n, m, and l represent integers of 0 to 5. ] A nonlinear optical material characterized by being composed of a triazine compound represented by the following.
【請求項2】前記一般式〔1〕において、R1,R2,
R3が構造式〔2〕で示される有機基より選ばれること
を特徴とする請求項1記載の非線形光学材料。 【化2】
[Claim 2] In the general formula [1], R1, R2,
2. The nonlinear optical material according to claim 1, wherein R3 is selected from an organic group represented by the structural formula [2]. [Chemical 2]
【請求項3】前記一般式〔1〕において、X1,X2,
X3が、水素原子、アルキル基、アルコキシル基、ニト
ロ基、ジアルキルアミノ基、水酸基、エステル基、塩素
原子、臭素原子、ヨウ素原子、トリアルキルシリル基か
ら選ばれることを特徴とする請求項1または2に記載の
非線形光学材料。
[Claim 3] In the general formula [1], X1, X2,
Claim 1 or 2, wherein X3 is selected from a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxyl group, a nitro group, a dialkylamino group, a hydroxyl group, an ester group, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and a trialkylsilyl group. Nonlinear optical materials described in .
【請求項4】前記一般式〔1〕で示されるトリアジン化
合物が非中心対称性の結晶構造を有していることを特徴
とする請求項1,2または3に記載の非線形光学材料。
4. The nonlinear optical material according to claim 1, wherein the triazine compound represented by the general formula [1] has a non-centrosymmetric crystal structure.
【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載の非線形光
学材料を用いたことを特徴とする光機能素子。
5. An optical functional element characterized by using the nonlinear optical material according to any one of claims 1 to 4.
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