JPH05140065A - 新規なアゾ化合物及び非線形光学材料 - Google Patents
新規なアゾ化合物及び非線形光学材料Info
- Publication number
- JPH05140065A JPH05140065A JP30478791A JP30478791A JPH05140065A JP H05140065 A JPH05140065 A JP H05140065A JP 30478791 A JP30478791 A JP 30478791A JP 30478791 A JP30478791 A JP 30478791A JP H05140065 A JPH05140065 A JP H05140065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound
- azo compound
- linear optical
- optical material
- shg
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い非線形光学効果を示す新規なアゾ化合物
及び非線形光学材料を提供すること。 【構成】 下記一般式（Ｉ）で示されるアゾ化合物およ
びその化合物からなる非線形光学材料 【化１】 （ただし、Ｒ1は水素原子、炭素数２０以下のアルキル
基、ニトロ基、Ｒ2は置換または無置換のアルキル基を
示す。）
及び非線形光学材料を提供すること。 【構成】 下記一般式（Ｉ）で示されるアゾ化合物およ
びその化合物からなる非線形光学材料 【化１】 （ただし、Ｒ1は水素原子、炭素数２０以下のアルキル
基、ニトロ基、Ｒ2は置換または無置換のアルキル基を
示す。）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規なアゾ化合物、並び
に電気光学素子、波長変換素子、及び光スイッチング素
子等に有用な前記アゾ化合物からなる非線形光学材料に
関する。
に電気光学素子、波長変換素子、及び光スイッチング素
子等に有用な前記アゾ化合物からなる非線形光学材料に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、非線形光学効果−強いレーザー光
を物質に入射したとき、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象−を有した材
料が注目を集めている。かかる材料は、一般に非線形光
学材料として知られており、例えば次ぎのものなどに詳
しく記載されている。“Ｎｏｎｌｉｎｉｅｒ Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ
ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”
ＡＣＳ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＳＥＲＩＥＳ ２３３，
Ｄａｖｉｄ Ｊ．Ｗｉｌｌｉａｍｍｓ編（Ａｍｅｒｉｃ
ａｎＣｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９８３年
刊）、「有機非線形光学材料」加藤政雄、中西八郎監修
（シー・エム・シー、１９８３年刊）、「有機エレクト
ロニクス材料」谷口彬雄編集（サイエンスフォーラム社
１９８６年刊）。
を物質に入射したとき、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象−を有した材
料が注目を集めている。かかる材料は、一般に非線形光
学材料として知られており、例えば次ぎのものなどに詳
しく記載されている。“Ｎｏｎｌｉｎｉｅｒ Ｏｐｔｉ
ｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ
ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”
ＡＣＳ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＳＥＲＩＥＳ ２３３，
Ｄａｖｉｄ Ｊ．Ｗｉｌｌｉａｍｍｓ編（Ａｍｅｒｉｃ
ａｎＣｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９８３年
刊）、「有機非線形光学材料」加藤政雄、中西八郎監修
（シー・エム・シー、１９８３年刊）、「有機エレクト
ロニクス材料」谷口彬雄編集（サイエンスフォーラム社
１９８６年刊）。
【０００３】非線形光学材料は、第二次高調波発生（以
下、ＳＨＧという）、第三次高調波発生（以下、ＴＨＧ
という）などの波長変換や、光スイッチ、位相共役波発
生などの能動的光素子に用いられる光学材料であり、将
来の光情報処理分野において、中核的役割を担う材料と
期待されている。
下、ＳＨＧという）、第三次高調波発生（以下、ＴＨＧ
という）などの波長変換や、光スイッチ、位相共役波発
生などの能動的光素子に用いられる光学材料であり、将
来の光情報処理分野において、中核的役割を担う材料と
期待されている。
【０００４】これまで、非線形光学材料としては、リン
酸二水素カリウム（ＫＤＰ）、ニオブ酸リチウム（Ｌｉ
ＮｂＯ3）等の無機結晶が実用に供されており、また、
尿素、４−ニトロアニリン（ｐ−ＮＡ），２−メチル−
４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）等の有機結晶も知られて
いる。アイ・イー・イ−・イ−・スペクトラム（ＩＥＥ
Ｅ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）Ｊｕｎｅ（１９８１年）第２６
〜３３頁の記載によれば、一般的に有機結晶は、無機結
晶にくらべ非線形光学効果が大きく、ＳＨＧ及びＴＨＧ
等の係数が１０〜１００程度であり、光応答速度も１０
００倍程度速いとされており、光損傷に対するしきい値
も大きいことが認められている。またＳＨＧは、偶数次
の非線形光学効果の特徴として対称中心をもつ単結晶で
は発現しないことが知られている。
酸二水素カリウム（ＫＤＰ）、ニオブ酸リチウム（Ｌｉ
ＮｂＯ3）等の無機結晶が実用に供されており、また、
尿素、４−ニトロアニリン（ｐ−ＮＡ），２−メチル−
４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）等の有機結晶も知られて
いる。アイ・イー・イ−・イ−・スペクトラム（ＩＥＥ
Ｅ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）Ｊｕｎｅ（１９８１年）第２６
〜３３頁の記載によれば、一般的に有機結晶は、無機結
晶にくらべ非線形光学効果が大きく、ＳＨＧ及びＴＨＧ
等の係数が１０〜１００程度であり、光応答速度も１０
００倍程度速いとされており、光損傷に対するしきい値
も大きいことが認められている。またＳＨＧは、偶数次
の非線形光学効果の特徴として対称中心をもつ単結晶で
は発現しないことが知られている。
【０００５】一般に非線形有機材料の場合は、分子１個
１個が非線形光学応答を示し、その分子超分極率：β
（ｍｏｌｅｃｕｒａｒ ｈｙｐｅｒｐｏｌａｒｉｚａｂ
ｉｌｉｔｙ）の大きさに依存するが、４−ニトロアニリ
ン（ｐ−ＮＡ）に代表されるように分子状態では高い二
次の非線形性能を示しても（すなわち大きなβを有して
いても）、結晶となったとき、分子配列に中心対称性が
あるため結晶状態ではまったく二次の非線形光学効果を
示さないものが多くみられる。また、このｐ−ＮＡのオ
ルト位にメチル基を導入し、分子の性能（すなわち、β
の大きさ）を低下させずに結晶の対称性を崩すことに成
功したＭＮＡは大きなＳＨＧテンソルｄ11をもっている
が｛Ｂ．Ｆ．Ｌｅｖｉｎｅ，ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．５０，２５２３（１９７０）｝、この成
分はＳＨＧを効率よく取り出すための位相整合条件を有
効に利用するのは困難である。また、ＭＮＡは大きな単
結晶が得難くデバイスとして応用するためには問題点が
多い。
１個が非線形光学応答を示し、その分子超分極率：β
（ｍｏｌｅｃｕｒａｒ ｈｙｐｅｒｐｏｌａｒｉｚａｂ
ｉｌｉｔｙ）の大きさに依存するが、４−ニトロアニリ
ン（ｐ−ＮＡ）に代表されるように分子状態では高い二
次の非線形性能を示しても（すなわち大きなβを有して
いても）、結晶となったとき、分子配列に中心対称性が
あるため結晶状態ではまったく二次の非線形光学効果を
示さないものが多くみられる。また、このｐ−ＮＡのオ
ルト位にメチル基を導入し、分子の性能（すなわち、β
の大きさ）を低下させずに結晶の対称性を崩すことに成
功したＭＮＡは大きなＳＨＧテンソルｄ11をもっている
が｛Ｂ．Ｆ．Ｌｅｖｉｎｅ，ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．５０，２５２３（１９７０）｝、この成
分はＳＨＧを効率よく取り出すための位相整合条件を有
効に利用するのは困難である。また、ＭＮＡは大きな単
結晶が得難くデバイスとして応用するためには問題点が
多い。
【０００６】この他、高分子中に高性能分子を分散し、
電解によってポーリングする（特開昭６１−１８６９４
２）等の方法も考えられているが必ずしもよい結果は得
られていない。
電解によってポーリングする（特開昭６１−１８６９４
２）等の方法も考えられているが必ずしもよい結果は得
られていない。
【０００７】一方、非線形有機材料の中で、光双安定な
ど光信号処理として期待されている三次の非線形光学効
果を示す材料の探索はさほどなされていない現状にあ
る。すなわち、三次の非線形光学性はすべての有機材料
が有する属性であるものの、光学素子として実用化の対
象と考えうる材料としては、ポリジアセチレン化合物が
あるに留まっている。
ど光信号処理として期待されている三次の非線形光学効
果を示す材料の探索はさほどなされていない現状にあ
る。すなわち、三次の非線形光学性はすべての有機材料
が有する属性であるものの、光学素子として実用化の対
象と考えうる材料としては、ポリジアセチレン化合物が
あるに留まっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした事情
に鑑み、高い非線形光学効果を示す新規なアゾ化合物及
び非線形光学材料を提供することを目的とするものであ
る。
に鑑み、高い非線形光学効果を示す新規なアゾ化合物及
び非線形光学材料を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため従来より研究を重ねてきたが、特定の
アゾ化合物を開発し、これを非線形光学材料として用い
ることが有効であることを見出し、本発明に至った。
題を解決するため従来より研究を重ねてきたが、特定の
アゾ化合物を開発し、これを非線形光学材料として用い
ることが有効であることを見出し、本発明に至った。
【００１０】すなわち、本発明の構成は、特許請求の範
囲に記載したとおりの新規なアゾ化合物およびその化合
物からなる非線形光学材料である。
囲に記載したとおりの新規なアゾ化合物およびその化合
物からなる非線形光学材料である。
【００１１】以下の表１に本発明の一般式（Ｉ）で表さ
れるアゾ化合物の具体例を示すが、本発明の範囲はこれ
らのみに限定されるものではない。
れるアゾ化合物の具体例を示すが、本発明の範囲はこれ
らのみに限定されるものではない。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】
【表４】
【００１６】
【表５】
【００１７】これら一般式（Ｉ）の化合物は一般に下記
一般式（II）のフェノール化合物と一般式（III）のカ
ルボン酸化合物から縮合剤を用いて製造するか、あるい
は下記一般式（II）のフェノール化合物と一般式（IV）
のカルボン酸クロリド化合物から塩基性触媒を用いて、
製造することができる。縮合剤としてはＮ，Ｎ−ジシク
ロヘキシルカルボジイミド、あるいはＮ，Ｎ−カルボニ
ルイミダゾール等が使用され、塩基性触媒としてはピリ
ジンあるいはトリエチルアミン等が使用され、必要に応
じて溶媒が使用され、その溶媒としてはトルエン、テト
ラヒドロフラン、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタ
ン、及びアセトニトリル等が使用される。なお、一般式
（II）の化合物と一般式（III）あるいは一般式（IV）
の化合物の割合は化学量論量でよい。
一般式（II）のフェノール化合物と一般式（III）のカ
ルボン酸化合物から縮合剤を用いて製造するか、あるい
は下記一般式（II）のフェノール化合物と一般式（IV）
のカルボン酸クロリド化合物から塩基性触媒を用いて、
製造することができる。縮合剤としてはＮ，Ｎ−ジシク
ロヘキシルカルボジイミド、あるいはＮ，Ｎ−カルボニ
ルイミダゾール等が使用され、塩基性触媒としてはピリ
ジンあるいはトリエチルアミン等が使用され、必要に応
じて溶媒が使用され、その溶媒としてはトルエン、テト
ラヒドロフラン、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタ
ン、及びアセトニトリル等が使用される。なお、一般式
（II）の化合物と一般式（III）あるいは一般式（IV）
の化合物の割合は化学量論量でよい。
【００１８】
【化３】
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【００２０】実施例１ ２−ヒドロキシ−４−アセトキシアゾベンゼン（表１に
おける化合物Ｎo.１）の製造 市販の２，４−ジヒドロキシベンゼン４．２８ｇ（０．
０２モル）、酢酸１．３２ｇ（０．０２２モル）、Ｎ，
Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド４．５４ｇ及び
４−ジメチルアミノピリジン０．２７ｇを塩化メチレン
１００ｍｌ中室温で５時間撹拌を行い、一夜放置する。
結晶を濾別し、濾液より塩化メチレンを留去した残渣を
１，２−ジクロロエタンを展開溶媒としたシリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー処理を行い、得られた粗製の目
的物をエタノールより再結晶して、純粋な目的物｛化合
物Ｎo.１｝を２．３９ｇ得た。
おける化合物Ｎo.１）の製造 市販の２，４−ジヒドロキシベンゼン４．２８ｇ（０．
０２モル）、酢酸１．３２ｇ（０．０２２モル）、Ｎ，
Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド４．５４ｇ及び
４−ジメチルアミノピリジン０．２７ｇを塩化メチレン
１００ｍｌ中室温で５時間撹拌を行い、一夜放置する。
結晶を濾別し、濾液より塩化メチレンを留去した残渣を
１，２−ジクロロエタンを展開溶媒としたシリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー処理を行い、得られた粗製の目
的物をエタノールより再結晶して、純粋な目的物｛化合
物Ｎo.１｝を２．３９ｇ得た。
【００２１】実施例２〜実施例２４ 種々のフェノール化合物と種々のカルボン酸化合物を用
い、実施例１と同様の方法で実施例２〜実施例２４の化
合物を製造した。
い、実施例１と同様の方法で実施例２〜実施例２４の化
合物を製造した。
【００２２】以上のようにして得られた化合物の融点及
び元素分析結果を表２に示す。
び元素分析結果を表２に示す。
【００２３】
【表６】
【００２４】
【表７】
【００２５】
【表８】
【００２６】
【使用例】前記化合物の非線形光学性能を測定した。
【００２７】代表的な二次非線形光学効果である第二次
高調波発生（ＳＨＧ）の測定をＳ．Ｋ．Ｋｕｒｔｚと
Ｔ．Ｔ．ＰｅｒｒｙがＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３９，
３７９８（１９６８）に発表した方法により行なった。
この方法は測定したい化合物粉末に強いレーザー光を照
射し、発生するＳＨＧの強度を基準材料に対して測定す
る方法であり、おおよその二次の非線形性能を見積るこ
とが出来る。
高調波発生（ＳＨＧ）の測定をＳ．Ｋ．Ｋｕｒｔｚと
Ｔ．Ｔ．ＰｅｒｒｙがＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３９，
３７９８（１９６８）に発表した方法により行なった。
この方法は測定したい化合物粉末に強いレーザー光を照
射し、発生するＳＨＧの強度を基準材料に対して測定す
る方法であり、おおよその二次の非線形性能を見積るこ
とが出来る。
【００２８】本発明者らは、光源として、高出力のＮ
ｄ：ＹＡＧレーザー（２５０ｍＪ／パルス、パルス幅〜
２０ｎｓ）を利用した。（Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの発振
波長は１．０６４μｍであり、この光をＳＨＧ活性な材
料に照射すると５３２ｎｍの緑色のＳＨＧが得られる）
石英ガラスに充填した試料からのＳＨＧはレーザー光進
行方向にたいし、前方と後方の両側に散乱して観測され
るので、前方と後方の両側でＳＨＧ強度を測定した。そ
の結果を表３に示す。この時の検知器は光電子増倍管で
あり、赤外吸収フィルターでレーザー光をカットし、干
渉フィルターによって５３２ｎｍのＳＨＧのみ取りだし
た。
ｄ：ＹＡＧレーザー（２５０ｍＪ／パルス、パルス幅〜
２０ｎｓ）を利用した。（Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの発振
波長は１．０６４μｍであり、この光をＳＨＧ活性な材
料に照射すると５３２ｎｍの緑色のＳＨＧが得られる）
石英ガラスに充填した試料からのＳＨＧはレーザー光進
行方向にたいし、前方と後方の両側に散乱して観測され
るので、前方と後方の両側でＳＨＧ強度を測定した。そ
の結果を表３に示す。この時の検知器は光電子増倍管で
あり、赤外吸収フィルターでレーザー光をカットし、干
渉フィルターによって５３２ｎｍのＳＨＧのみ取りだし
た。
【００２９】この時サンプルの粒径はふるいわけておら
ず、基準材料は平均粒径約１００μｍの尿素である。
ず、基準材料は平均粒径約１００μｍの尿素である。
【００３０】
【表９】
【００３１】表３より明らかなように本発明の化合物は
非線形光学材料として有効であり、例えば本材料を単結
晶化することで図１に示すようにＳＨＧ素子として使用
するものである。
非線形光学材料として有効であり、例えば本材料を単結
晶化することで図１に示すようにＳＨＧ素子として使用
するものである。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアゾ化合
物は新規な高性能非線形光学材料として有用なものであ
る。
物は新規な高性能非線形光学材料として有用なものであ
る。
【図１】本発明の非線形光学材料を利用したＳＨＧ素子
の一例を模式的に示す説明図である。
の一例を模式的に示す説明図である。
１ 半導体レーザー ２ 本発明の単結晶
Claims (2)
- 【請求項１】 下記一般式（Ｉ）で示されるアゾ化合
物。 【化１】 （ただし、Ｒ1は水素原子、炭素数２０以下のアルキル
基、ニトロ基、Ｒ2は置換または無置換のアルキル基を
示す。） - 【請求項２】 下記一般式（Ｉ）で示されるアゾ化合物
からなることを特徴とする非線形光学材料。 【化２】 （ただし、Ｒ1は水素原子、炭素数２０以下のアルキル
基、ニトロ基、Ｒ2は置換または無置換のアルキル基を
示す。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30478791A JPH05140065A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 新規なアゾ化合物及び非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30478791A JPH05140065A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 新規なアゾ化合物及び非線形光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05140065A true JPH05140065A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17937231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30478791A Pending JPH05140065A (ja) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | 新規なアゾ化合物及び非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05140065A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002033005A3 (en) * | 2000-10-19 | 2003-09-25 | Trans Photonics L L C | Novel substituted-polyaryl chromophoric compounds |
| US6921624B2 (en) * | 2001-09-26 | 2005-07-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical recording medium |
-
1991
- 1991-11-20 JP JP30478791A patent/JPH05140065A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002033005A3 (en) * | 2000-10-19 | 2003-09-25 | Trans Photonics L L C | Novel substituted-polyaryl chromophoric compounds |
| US6921624B2 (en) * | 2001-09-26 | 2005-07-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical recording medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05140065A (ja) | 新規なアゾ化合物及び非線形光学材料 | |
| JPH0532587A (ja) | 新規芳香族化合物及び非線形光学材料 | |
| JPH0532606A (ja) | 新規芳香族化合物及び非線形光学材料 | |
| JPH05341336A (ja) | 非線形光学材料 | |
| JPH05341337A (ja) | 非線形光学材料 | |
| JPH0678301B2 (ja) | スクエアリリウム誘導体及びその製造方法 | |
| US5383050A (en) | Organic nonlinear optical material | |
| Kawamata et al. | Prominent second-order nonlinear optical properties of novel ketone derivatives | |
| JPH01185527A (ja) | 非線形光学材料 | |
| JP3383820B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2725929B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2763224B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2539850B2 (ja) | 非線形光学材料とそれを用いた非線形光学素子 | |
| JP2540584B2 (ja) | ２次の非線形光学材料とそれを用いた非線形光学素子 | |
| JP2539834B2 (ja) | 非線形光学素子 | |
| JP2539849B2 (ja) | 非線形光学材料とそれを用いた非線形光学素子 | |
| JP2725935B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH0337631A (ja) | 非線形光学材料 | |
| JPH0695184A (ja) | 有機非線形光学材料とそれを用いた光機能素子 | |
| JPH0611747A (ja) | 非線形光学材料およびこれを用いた非線形光学素子 | |
| JPH0580374A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| Kato et al. | Effect of Hydrogen Bond on Second-Order Nonlinear Optical Property of 2-Alkylcarboxamido-4′-methoxy-4-nitrotolan Derivatives | |
| JPH0770104A (ja) | ニトロクロメン化合物及びそれを用いた非線形光学材料 | |
| JPH07225402A (ja) | 有機非線形光学材料及びそれを用いた光機能性素子 | |
| JPH0386854A (ja) | シッフ塩基化合物 |