JPH05142600A - 低屈折率光非線形高分子材料 - Google Patents
低屈折率光非線形高分子材料Info
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- JPH05142600A JPH05142600A JP3328285A JP32828591A JPH05142600A JP H05142600 A JPH05142600 A JP H05142600A JP 3328285 A JP3328285 A JP 3328285A JP 32828591 A JP32828591 A JP 32828591A JP H05142600 A JPH05142600 A JP H05142600A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有機光非線形材料を石英導波路系の光情報処
理システムに適応した形で光導波路化又は光素子化でき
る材料を提供する。 【構成】 非線形光学効果を有する成分が高分子鎖に分
岐状に結合した高分子材料において、この高分子鎖を構
成する構造単位中にフッ素が含有されている低屈折率光
非線形高分子材料。光非線形高分子材料の基本構造の例
としては、各フッ素化したポリウレタン、ポリエステ
ル、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート及びポ
リエーテルがある。 【効果】 石英系を含む各種光導波媒体との組合せによ
り、優れた特性の光非線形素子を構成することができ
る。
理システムに適応した形で光導波路化又は光素子化でき
る材料を提供する。 【構成】 非線形光学効果を有する成分が高分子鎖に分
岐状に結合した高分子材料において、この高分子鎖を構
成する構造単位中にフッ素が含有されている低屈折率光
非線形高分子材料。光非線形高分子材料の基本構造の例
としては、各フッ素化したポリウレタン、ポリエステ
ル、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート及びポ
リエーテルがある。 【効果】 石英系を含む各種光導波媒体との組合せによ
り、優れた特性の光非線形素子を構成することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光信号処理、光情報処
理に用いられる光非線形素子材料に関する。
理に用いられる光非線形素子材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今、入力光に対し、高速で大きな屈折
率変化をもたらす物質が、将来の高速光信号処理システ
ムを支える材料と考えられている。なかでも、有機光非
線形材料は、大きな２次又は３次光非線形効果、耐光破
壊性、易加工性を有することから、高効率高速光非線形
素子材料として期待されている。これら有機材料を用い
た光素子を、石英ガラス導波路により構築される光情報
処理システムへ導入するには、その素子特性のほか、光
素子導波路の屈折率値を考慮する必要がある。すなわ
ち、石英ガラスと有機材料の光結合界面で良好な結合効
率を得るため両者の屈折率（〜１．４６）が近い値とな
ることが望ましい。また、有機光非線形材料を石英ガラ
ス導波路と組合せた光素子（シングルモード導波路型）
を作製する場合にも同様である。しかしながら、両屈折
率の差は、現状では、０．１以上あり、有機光非線形素
子の光情報処理システムへの導入は困難な状況にある。
また、大きな光非線形性を有し、石英ガラスに近い屈折
率値を持つ材料は開発されていない。既に、２次あるい
は３次の光非線形性を有する材料は、薄膜化・導波路化
の検討が行われており、コアークラッド構造を有するチ
ャネル導波路の製作もなされているものの、石英ガラス
光ファイバあるいは石英ガラス導波路との屈折率整合性
についての材料的な検討はなされていない。例えば、従
来から知られていた色素結合型のポリウレタン材料の中
で、３次の効果を有するものとしては、特開昭６３−１
７５８３７号公報に詳しい。また２次の効果を有するも
のとしては、特開平３−１２１１１４号公報、あるい
は、第３９回高分子討論会予稿集、第３９巻、第１０
号、第３４７４頁（１９９１）に詳しい。またポリエス
テル材料については、アプライド・フィジックス、レタ
ーズ（ Appl. Phys. Lett.) 、第５８巻、第１１３１頁
（１９９１）に詳しい。更に、ポリエーテル材料につい
ては、ジャーナル オブ アプライド フィジックス
（ J. Appl. Phys.)、第６９巻、第２５６８頁（１９９
１）に記載されている。
率変化をもたらす物質が、将来の高速光信号処理システ
ムを支える材料と考えられている。なかでも、有機光非
線形材料は、大きな２次又は３次光非線形効果、耐光破
壊性、易加工性を有することから、高効率高速光非線形
素子材料として期待されている。これら有機材料を用い
た光素子を、石英ガラス導波路により構築される光情報
処理システムへ導入するには、その素子特性のほか、光
素子導波路の屈折率値を考慮する必要がある。すなわ
ち、石英ガラスと有機材料の光結合界面で良好な結合効
率を得るため両者の屈折率（〜１．４６）が近い値とな
ることが望ましい。また、有機光非線形材料を石英ガラ
ス導波路と組合せた光素子（シングルモード導波路型）
を作製する場合にも同様である。しかしながら、両屈折
率の差は、現状では、０．１以上あり、有機光非線形素
子の光情報処理システムへの導入は困難な状況にある。
また、大きな光非線形性を有し、石英ガラスに近い屈折
率値を持つ材料は開発されていない。既に、２次あるい
は３次の光非線形性を有する材料は、薄膜化・導波路化
の検討が行われており、コアークラッド構造を有するチ
ャネル導波路の製作もなされているものの、石英ガラス
光ファイバあるいは石英ガラス導波路との屈折率整合性
についての材料的な検討はなされていない。例えば、従
来から知られていた色素結合型のポリウレタン材料の中
で、３次の効果を有するものとしては、特開昭６３−１
７５８３７号公報に詳しい。また２次の効果を有するも
のとしては、特開平３−１２１１１４号公報、あるい
は、第３９回高分子討論会予稿集、第３９巻、第１０
号、第３４７４頁（１９９１）に詳しい。またポリエス
テル材料については、アプライド・フィジックス、レタ
ーズ（ Appl. Phys. Lett.) 、第５８巻、第１１３１頁
（１９９１）に詳しい。更に、ポリエーテル材料につい
ては、ジャーナル オブ アプライド フィジックス
（ J. Appl. Phys.)、第６９巻、第２５６８頁（１９９
１）に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
公知の材料は、その屈折率についてなんら配慮がなされ
ていない。そのため、石英ガラス系導波媒体と組合せる
ことによる光非線系素子として利用された例はない。本
発明では、有機光非線系材料を石英導波路系の光情報処
理システムに適応した形で光導波路化又は光素子化でき
る材料を提供することを目的とする。
公知の材料は、その屈折率についてなんら配慮がなされ
ていない。そのため、石英ガラス系導波媒体と組合せる
ことによる光非線系素子として利用された例はない。本
発明では、有機光非線系材料を石英導波路系の光情報処
理システムに適応した形で光導波路化又は光素子化でき
る材料を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、有機光非線形材料を石英導波路系の光情報処理
システムに適応した形で光導波路化するために、非線形
光学効果を有する成分が高分子鎖に対して分岐状に結合
した光非線形高分子材料において、高分子鎖を構成する
構造単位中にフッ素を含有させることにより低屈折率化
するものである。
発明は、有機光非線形材料を石英導波路系の光情報処理
システムに適応した形で光導波路化するために、非線形
光学効果を有する成分が高分子鎖に対して分岐状に結合
した光非線形高分子材料において、高分子鎖を構成する
構造単位中にフッ素を含有させることにより低屈折率化
するものである。
【０００５】本発明の光非線形高分子材料の基本構造と
しては、フッ素化ポリウレタンあるいはフッ素化ポリイ
ミドあるいはフッ素化ポリエステルあるいはフッ素化ポ
リアミドあるいはフッ素化ポリカーボネートあるいはフ
ッ素化ポリエーテルが挙げられる。これらは、ウレタン
結合、イミド結合、エステル結合、アミド結合、カーボ
ネート結合、エーテル結合により、非線形光学効果を有
する有機物質部とフッ素含有部を交互に結合し、容易に
光非線形高分子材料のフッ素化が実現できる。更に屈折
率を下げる場合には、非線形光学効果の若干の低下は免
れないが、非線形光学効果を有する有機物質の一部をフ
ッ素含有率の高い物質で置き換えることもできる。
しては、フッ素化ポリウレタンあるいはフッ素化ポリイ
ミドあるいはフッ素化ポリエステルあるいはフッ素化ポ
リアミドあるいはフッ素化ポリカーボネートあるいはフ
ッ素化ポリエーテルが挙げられる。これらは、ウレタン
結合、イミド結合、エステル結合、アミド結合、カーボ
ネート結合、エーテル結合により、非線形光学効果を有
する有機物質部とフッ素含有部を交互に結合し、容易に
光非線形高分子材料のフッ素化が実現できる。更に屈折
率を下げる場合には、非線形光学効果の若干の低下は免
れないが、非線形光学効果を有する有機物質の一部をフ
ッ素含有率の高い物質で置き換えることもできる。
【０００６】以下に、ポリウレタン構造の材料を例にし
て、より具体的に説明する。一般式（化１）は、本発明
の一部であるポリウレタン型の低屈折率光非線形高分子
材料を示すものである。一般式（化２）は、屈折率を更
に低くするように設計された共重合ポリウレタン型の低
屈折率光非線形高分子材料を示すものである。
て、より具体的に説明する。一般式（化１）は、本発明
の一部であるポリウレタン型の低屈折率光非線形高分子
材料を示すものである。一般式（化２）は、屈折率を更
に低くするように設計された共重合ポリウレタン型の低
屈折率光非線形高分子材料を示すものである。
【０００７】
【化１】
【０００８】
【化２】
【０００９】式（化１）における〔Ａ〕は、主に光非線
形性を担う部分であり、ジスアゾ系あるいはトリスアゾ
系あるいはテトラキスアゾ系あるいはイミン系あるいは
ビニル系のπ共役を有し、その末端にシアノ基あるいは
ニトロ基あるいはニトロビニル基あるいはシアノビニル
基あるいはジシアノビニル基あるいはトリシアノビニル
基などの電子吸引基を有することを特徴とする。また、
主鎖構造の一部でありかつ〔Ａ〕と直結した場合の窒素
は、〔Ａ〕に対するジアルキルアミノ系電子供与基とし
て作用し、〔Ａ〕で示される色素の末端の電子吸引基と
の間の電荷移動効果により２次又は３次分子超分極率を
増加する働きを持つ。また、〔Ａ〕の中にπ共役系・電
子吸引基及び電子供与基すべてを含む場合、主鎖構造中
のメチレンに挟まれた窒素は、〔Ａ〕を主鎖に結合する
ためのスペーサを結合させる部位となる。一方、〔Ｂ〕
の部分は、フッ素を含有するジイソシアン酸化合物に由
来する。ジイソシアン酸化合物としては、２，２，３，
３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１，６−ジイソ
シアナトヘキサンあるいは２，２−ビス（４−イソシア
ナトフェニル）ヘキサフルオロプロパンなどを挙げるこ
とができる。式（化２）における〔Ｃ〕は、フッ素含有
率の高いジオール化合物に由来する。代表的なフッ素含
有ジオールとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）ヘキサフルオロプロパン（略称：ビスフェノー
ルＡＦ）あるいは１，４−ビス（２−ヒドロキシヘキサ
フルオロイソプロピル）ベンゼンなどを挙げることがで
きる。ウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）の替りに、エス
テル結合（−ＣＯＯ−）あるいはアミド結合（−ＮＨＣ
Ｏ−）により高分子主鎖を構成すれば、それぞれ、ポリ
エステル型、ポリアミド型の低屈折率光非線形高分子材
料を製造することができる。
形性を担う部分であり、ジスアゾ系あるいはトリスアゾ
系あるいはテトラキスアゾ系あるいはイミン系あるいは
ビニル系のπ共役を有し、その末端にシアノ基あるいは
ニトロ基あるいはニトロビニル基あるいはシアノビニル
基あるいはジシアノビニル基あるいはトリシアノビニル
基などの電子吸引基を有することを特徴とする。また、
主鎖構造の一部でありかつ〔Ａ〕と直結した場合の窒素
は、〔Ａ〕に対するジアルキルアミノ系電子供与基とし
て作用し、〔Ａ〕で示される色素の末端の電子吸引基と
の間の電荷移動効果により２次又は３次分子超分極率を
増加する働きを持つ。また、〔Ａ〕の中にπ共役系・電
子吸引基及び電子供与基すべてを含む場合、主鎖構造中
のメチレンに挟まれた窒素は、〔Ａ〕を主鎖に結合する
ためのスペーサを結合させる部位となる。一方、〔Ｂ〕
の部分は、フッ素を含有するジイソシアン酸化合物に由
来する。ジイソシアン酸化合物としては、２，２，３，
３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１，６−ジイソ
シアナトヘキサンあるいは２，２−ビス（４−イソシア
ナトフェニル）ヘキサフルオロプロパンなどを挙げるこ
とができる。式（化２）における〔Ｃ〕は、フッ素含有
率の高いジオール化合物に由来する。代表的なフッ素含
有ジオールとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）ヘキサフルオロプロパン（略称：ビスフェノー
ルＡＦ）あるいは１，４−ビス（２−ヒドロキシヘキサ
フルオロイソプロピル）ベンゼンなどを挙げることがで
きる。ウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）の替りに、エス
テル結合（−ＣＯＯ−）あるいはアミド結合（−ＮＨＣ
Ｏ−）により高分子主鎖を構成すれば、それぞれ、ポリ
エステル型、ポリアミド型の低屈折率光非線形高分子材
料を製造することができる。
【００１０】また、ポリカーボネート型の低屈折率光非
線形高分子材料については、光非線形性を担う〔Ａ〕を
含む原料（２つの水酸基を有する）とビスフェノールＡ
Ｆのような分子両端に水酸基を有するフッ素含有率の高
い化合物の１：１混合物と２当量分のホスゲンを用いて
製造することができる。
線形高分子材料については、光非線形性を担う〔Ａ〕を
含む原料（２つの水酸基を有する）とビスフェノールＡ
Ｆのような分子両端に水酸基を有するフッ素含有率の高
い化合物の１：１混合物と２当量分のホスゲンを用いて
製造することができる。
【００１１】また、ポリエーテル型の低屈折率高分子材
料については、光非線形性を担う〔Ａ〕を含む原料（２
つのアミノ基若しくは水酸基を有する）と分子両端にオ
キシラン基を有するフッ素化エポキシとを混合し加熱す
ることにより製造できる。
料については、光非線形性を担う〔Ａ〕を含む原料（２
つのアミノ基若しくは水酸基を有する）と分子両端にオ
キシラン基を有するフッ素化エポキシとを混合し加熱す
ることにより製造できる。
【００１２】フッ素化有機材料は、一般に、近赤外域
（０．８〜１．７μｍ）の光吸収が少ないことが知られ
ている。したがって、本発明の光非線形材料を用いた光
素子においては光情報処理システムの使用波長（１．３
〜１．５５μｍ）での低損失化にも寄与することができ
る。
（０．８〜１．７μｍ）の光吸収が少ないことが知られ
ている。したがって、本発明の光非線形材料を用いた光
素子においては光情報処理システムの使用波長（１．３
〜１．５５μｍ）での低損失化にも寄与することができ
る。
【００１３】本発明の材料を３次光非線形材料として用
いる場合には、更に操作を必要としないが、２次光非線
形性材料として用いる場合には分極処理が必要である。
分極処理は、通常、試料のガラス転移温度以上の温度で
直流電界を印加することにより行われる。電界印加は光
素子、構成前、構成中、構成後いずれの時でもよく、電
極を装着することにより、若しくはコロナ放電による帯
電電荷により行う。
いる場合には、更に操作を必要としないが、２次光非線
形性材料として用いる場合には分極処理が必要である。
分極処理は、通常、試料のガラス転移温度以上の温度で
直流電界を印加することにより行われる。電界印加は光
素子、構成前、構成中、構成後いずれの時でもよく、電
極を装着することにより、若しくはコロナ放電による帯
電電荷により行う。
【００１４】更に、本発明の光非線形高分子材料は、通
常の高分子膜作製に適用されるスピンコート法により、
容易に数μｍ厚の透明膜を作製することができる。
常の高分子膜作製に適用されるスピンコート法により、
容易に数μｍ厚の透明膜を作製することができる。
【００１５】本発明の光非線形高分子材料は、石英導波
路上への装荷・石英光ファイバカップラ間の近接部位・
導波路型光カップラ間の近接部位に充てんして用いるこ
とができる。また、微細加工技術を利用して高分子導波
路を形成し、それ自体をコアとして使用することができ
る。屈折率の高い従来材料では、導波損失、結合損失の
極めて大きい状況（膜厚数千オングストローム以下）で
なければシングルモード化できなかった。しかしなが
ら、本発明の低屈折率光非線形高分子材料では、基板に
用いる石英ガラスとの屈折率差を非常に小さくでき、導
波損失、結合損失が小さな状況（膜厚数μｍ以上）が可
能になる。
路上への装荷・石英光ファイバカップラ間の近接部位・
導波路型光カップラ間の近接部位に充てんして用いるこ
とができる。また、微細加工技術を利用して高分子導波
路を形成し、それ自体をコアとして使用することができ
る。屈折率の高い従来材料では、導波損失、結合損失の
極めて大きい状況（膜厚数千オングストローム以下）で
なければシングルモード化できなかった。しかしなが
ら、本発明の低屈折率光非線形高分子材料では、基板に
用いる石英ガラスとの屈折率差を非常に小さくでき、導
波損失、結合損失が小さな状況（膜厚数μｍ以上）が可
能になる。
【００１６】
【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明の材料とそ
の光学特性について説明するが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。本発明の材料の光非線形
性は、第２高調波（ＳＨ波）若しくは第３高調波（ＴＨ
波）から求めた２次光非線形定数〔χ(2) 〕若しくは３
次光非線形定数〔χ(3) 〕によって評価した。また、屈
折率は、プリズムカップリング法若しくはエリプソメト
リーを用いて評価した。測定波長域は可視光域から１．
６μｍとした。導波損失値は、プリズム・カップリング
法、すなわち、１．０μｍ前後の厚さの膜に、レーザ光
を、プリズム結合により結合させ、散乱光強度の導波長
依存性から求める方法、若しくは、カット・バック法、
すなわち、導波路端面からレーザ光を直接入射し、出力
光強度と導波路長さの関係から求める方法により決定し
た。
の光学特性について説明するが、本発明はこれらの実施
例に限定されるものではない。本発明の材料の光非線形
性は、第２高調波（ＳＨ波）若しくは第３高調波（ＴＨ
波）から求めた２次光非線形定数〔χ(2) 〕若しくは３
次光非線形定数〔χ(3) 〕によって評価した。また、屈
折率は、プリズムカップリング法若しくはエリプソメト
リーを用いて評価した。測定波長域は可視光域から１．
６μｍとした。導波損失値は、プリズム・カップリング
法、すなわち、１．０μｍ前後の厚さの膜に、レーザ光
を、プリズム結合により結合させ、散乱光強度の導波長
依存性から求める方法、若しくは、カット・バック法、
すなわち、導波路端面からレーザ光を直接入射し、出力
光強度と導波路長さの関係から求める方法により決定し
た。
【００１７】実施例１ 下記式（化３）〜（化７）で表される化合物のいずれか
と、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ
−１，６−ジイソシアナトヘキサンをそれぞれジメチル
アセトアミドに溶かし、触媒としてジラウリン酸ジ−ｎ
−ブチルすずを加え、９０℃で３時間反応させた。冷却
後、反応液を多量の食塩水に注ぎ、対応するフッ素化光
非線形ポリウレタン材料を得た。これを再度、再沈精製
した後、ジメチルホルムアミド溶液とし、石英基板上に
スピンコート膜を作製した。これらフッ素化ポリウレタ
ンフィルムの３光子共鳴χ(3) はそれぞれ、０．９×１
０-10 ｅｓｕ、１．５×１０-10 ｅｓｕ、１．４×１０
-10 ｅｓｕ、０．４×１０-10 ｅｓｕ、０．４×１０
-10 ｅｓｕであった。また、吸収端波長よりも長波長側
での導波損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ以下であった。こ
れらの１．５μｍ帯の屈折率は、すべて１．４５付近で
あった。
と、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロ
−１，６−ジイソシアナトヘキサンをそれぞれジメチル
アセトアミドに溶かし、触媒としてジラウリン酸ジ−ｎ
−ブチルすずを加え、９０℃で３時間反応させた。冷却
後、反応液を多量の食塩水に注ぎ、対応するフッ素化光
非線形ポリウレタン材料を得た。これを再度、再沈精製
した後、ジメチルホルムアミド溶液とし、石英基板上に
スピンコート膜を作製した。これらフッ素化ポリウレタ
ンフィルムの３光子共鳴χ(3) はそれぞれ、０．９×１
０-10 ｅｓｕ、１．５×１０-10 ｅｓｕ、１．４×１０
-10 ｅｓｕ、０．４×１０-10 ｅｓｕ、０．４×１０
-10 ｅｓｕであった。また、吸収端波長よりも長波長側
での導波損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ以下であった。こ
れらの１．５μｍ帯の屈折率は、すべて１．４５付近で
あった。
【００１８】
【化３】
【００１９】
【化４】
【００２０】
【化５】
【００２１】
【化６】
【００２２】
【化７】
【００２３】実施例２ 下記式（化８）〜（化１２）で表される化合物のいずれ
かと２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフ
ルオロプロパン（ビスフェノールＡＦ）と２，２，３，
３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１，６−ジイソ
シアナトヘキサンを３：２：５で、それぞれジメチルア
セトアミドに溶かし、触媒としてジラウリン酸ジ−ｎ−
ブチルすずを加え、９０℃で３時間、反応させた。冷却
後、反応液を多量の食塩水に注ぎ、対応するフッ素化度
を上げた光非線形ポリウレタン材料を得た。これを再
度、再沈精製した後、ジメチルアセトアミド溶液とし、
石英基板上にスピンコート膜を作製した。これらをコロ
ナ放電により分極処理し、χ(2) を測定したところ、そ
れぞれ、０．８×１０-6ｅｓｕ、１．２×１０-6ｅｓ
ｕ、２．０×１０-6ｅｓｕ、０．７×１０-6ｅｓｕ、
１．８×１０-6ｅｓｕであった。また、吸収端波長より
も長波長側での導波損失は、１ｄＢ／ｃｍ以下であっ
た。１．５μｍ帯の屈折率は、１．４５以下となった。
かと２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフ
ルオロプロパン（ビスフェノールＡＦ）と２，２，３，
３，４，４，５，５−オクタフルオロ−１，６−ジイソ
シアナトヘキサンを３：２：５で、それぞれジメチルア
セトアミドに溶かし、触媒としてジラウリン酸ジ−ｎ−
ブチルすずを加え、９０℃で３時間、反応させた。冷却
後、反応液を多量の食塩水に注ぎ、対応するフッ素化度
を上げた光非線形ポリウレタン材料を得た。これを再
度、再沈精製した後、ジメチルアセトアミド溶液とし、
石英基板上にスピンコート膜を作製した。これらをコロ
ナ放電により分極処理し、χ(2) を測定したところ、そ
れぞれ、０．８×１０-6ｅｓｕ、１．２×１０-6ｅｓ
ｕ、２．０×１０-6ｅｓｕ、０．７×１０-6ｅｓｕ、
１．８×１０-6ｅｓｕであった。また、吸収端波長より
も長波長側での導波損失は、１ｄＢ／ｃｍ以下であっ
た。１．５μｍ帯の屈折率は、１．４５以下となった。
【００２４】
【化８】
【００２５】
【化９】
【００２６】
【化１０】
【００２７】
【化１１】
【００２８】
【化１２】
【００２９】実施例３ 前記式（化３）〜（化７）で表される化合物のいずれか
と２，２−ビス（４−カルボキシルフェニル）ヘキサフ
ルオロプロパン、ジシクロヘキシルカルボジイミドをそ
れぞれ無水ジメチルアセトアミドに溶かした。これを室
温で５分間かくはんした後、０．４当量のジメチルアミ
ノピリジンを加え、室温で一夜反応させた。反応液を多
量のメタノールに注ぎ析出物をろ取した。対応するフッ
素化ポリエステルはゲルクロマトグラフィにより精製し
た。厚さ２２０Åのポリエステルフィルムの３光子共鳴
χ(3) はそれぞれ０．９×１０-10ｅｓｕ、１．４×１
０-10 ｅｓｕ、１．５×１０-10 ｅｓｕ、０．３×１０
-10 ｅｓｕ、０．４×１０-10 ｅｓｕの値を得た。ま
た、吸収端波長よりも長波長側での導波損失はすべて１
ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、す
べて１．４５付近であった。
と２，２−ビス（４−カルボキシルフェニル）ヘキサフ
ルオロプロパン、ジシクロヘキシルカルボジイミドをそ
れぞれ無水ジメチルアセトアミドに溶かした。これを室
温で５分間かくはんした後、０．４当量のジメチルアミ
ノピリジンを加え、室温で一夜反応させた。反応液を多
量のメタノールに注ぎ析出物をろ取した。対応するフッ
素化ポリエステルはゲルクロマトグラフィにより精製し
た。厚さ２２０Åのポリエステルフィルムの３光子共鳴
χ(3) はそれぞれ０．９×１０-10ｅｓｕ、１．４×１
０-10 ｅｓｕ、１．５×１０-10 ｅｓｕ、０．３×１０
-10 ｅｓｕ、０．４×１０-10 ｅｓｕの値を得た。ま
た、吸収端波長よりも長波長側での導波損失はすべて１
ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、す
べて１．４５付近であった。
【００３０】実施例４ 下記式（化８）〜（化１２）で表される化合物のいずれ
かと２，２−ビス（４−カルボキシルフェニル）ヘキサ
フルオロプロパンの二酸クロライド化合物とを、それぞ
れテトラヒドロフラン中、トリエチルアミン存在下に反
応させた。反応液を多量の水に注ぎ、析出物を回収し、
再沈により精製した。更に、ゲルクロマトグラフィによ
り対応する高分子量のフッ素化ポリエステルを単離し
た。スピンコートにより生成したポリエステルフィルム
に電極を装着して１．２ＭＶ／ｃｍの電界を印加した。
χ(2) はそれぞれ０．７×１０-6ｅｓｕ、１．１×１０
-6ｅｓｕ、１．９×１０-6ｅｓｕ、０．７×１０-6ｅｓ
ｕ、１．７×１０-6ｅｓｕの値を得た。また、吸収端波
長よりも長波長側での導波損失はすべて１ｄＢ／ｃｍ以
下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、すべて１．４７
付近であった。
かと２，２−ビス（４−カルボキシルフェニル）ヘキサ
フルオロプロパンの二酸クロライド化合物とを、それぞ
れテトラヒドロフラン中、トリエチルアミン存在下に反
応させた。反応液を多量の水に注ぎ、析出物を回収し、
再沈により精製した。更に、ゲルクロマトグラフィによ
り対応する高分子量のフッ素化ポリエステルを単離し
た。スピンコートにより生成したポリエステルフィルム
に電極を装着して１．２ＭＶ／ｃｍの電界を印加した。
χ(2) はそれぞれ０．７×１０-6ｅｓｕ、１．１×１０
-6ｅｓｕ、１．９×１０-6ｅｓｕ、０．７×１０-6ｅｓ
ｕ、１．７×１０-6ｅｓｕの値を得た。また、吸収端波
長よりも長波長側での導波損失はすべて１ｄＢ／ｃｍ以
下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、すべて１．４７
付近であった。
【００３１】実施例５ 下記式（化１３）〜（化１７）で表される化合物のいず
れかと２，２−ビス（４−カルボキシルフェニル）ヘキ
サフルオロプロパンの二酸クロライド化合物とをそれぞ
れ無水ジメチルホルムアミド中、トリエチルアミン存在
下に反応させ、対応するフッ素化ポリアミドを製造し
た。厚さ２８０Åのフッ素化ポリアミドの３光子共鳴χ
(3) はそれぞれ０．９×１０-10 ｅｓｕ、１．４×１０
-10 ｅｓｕ、１．５×１０-10 ｅｓｕ、０．３×１０
-10 ｅｓｕ、０．３×１０-10 ｅｓｕの値を得た。ま
た、吸収端波長よりも長波長側での導波損失は、すべて
１ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、
すべて１．４５付近であった。
れかと２，２−ビス（４−カルボキシルフェニル）ヘキ
サフルオロプロパンの二酸クロライド化合物とをそれぞ
れ無水ジメチルホルムアミド中、トリエチルアミン存在
下に反応させ、対応するフッ素化ポリアミドを製造し
た。厚さ２８０Åのフッ素化ポリアミドの３光子共鳴χ
(3) はそれぞれ０．９×１０-10 ｅｓｕ、１．４×１０
-10 ｅｓｕ、１．５×１０-10 ｅｓｕ、０．３×１０
-10 ｅｓｕ、０．３×１０-10 ｅｓｕの値を得た。ま
た、吸収端波長よりも長波長側での導波損失は、すべて
１ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、
すべて１．４５付近であった。
【００３２】
【化１３】
【００３３】
【化１４】
【００３４】
【化１５】
【００３５】
【化１６】
【００３６】
【化１７】
【００３７】実施例６ 下記式（化１３）〜（化１７）で表される化合物のいず
れかと２，２−ビス（４−カルボキシルフェニル）ヘキ
サフルオロプロパンの二酸クロライド化合物とをそれぞ
れ無水ジメチルホルムアミド中、トリエチルアミン存在
下に反応させ、対応するフッ素化ポリアミドを製造し
た。スピンコートにより生成したポリアミドフィルムに
電極を装着して１．２ＭＶ／ｃｍの電界を印加した。χ
(2)はそれぞれ２．１×１０-6ｅｓｕ、１．９×１０-6
ｅｓｕ、１．８×１０-6ｅｓｕ、１．０×１０-6ｅｓ
ｕ、１．１×１０-6ｅｓｕの値を得た。また、吸収端波
長よりも長波長側での導波損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ
以下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、すべて１．４
７付近であった。
れかと２，２−ビス（４−カルボキシルフェニル）ヘキ
サフルオロプロパンの二酸クロライド化合物とをそれぞ
れ無水ジメチルホルムアミド中、トリエチルアミン存在
下に反応させ、対応するフッ素化ポリアミドを製造し
た。スピンコートにより生成したポリアミドフィルムに
電極を装着して１．２ＭＶ／ｃｍの電界を印加した。χ
(2)はそれぞれ２．１×１０-6ｅｓｕ、１．９×１０-6
ｅｓｕ、１．８×１０-6ｅｓｕ、１．０×１０-6ｅｓ
ｕ、１．１×１０-6ｅｓｕの値を得た。また、吸収端波
長よりも長波長側での導波損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ
以下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、すべて１．４
７付近であった。
【００３８】実施例７ ビスフェノールＡＦと前記式（化８）〜（化１２）で表
される化合物のいずれかとの１：１混合物のピリジン溶
液に、それぞれ２当量のホスゲンガスを導入して、対応
するフッ素化ポリカーボネートを製造した。厚さ２２０
Åのフッ素化ポリカーボネートフィルムを３光子共鳴χ
(3) はそれぞれ０．３×１０-10 ｅｓｕ、０．７×１０
-10 ｅｓｕ、０．８×１０-10 ｅｓｕ、０．３×１０
-10 ｅｓｕ、０．９×１０-10 ｅｓｕの値を得た。ま
た、吸収端波長よりも長波長側での導波損失は、すべて
１ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、
すべて１．４５付近であった。
される化合物のいずれかとの１：１混合物のピリジン溶
液に、それぞれ２当量のホスゲンガスを導入して、対応
するフッ素化ポリカーボネートを製造した。厚さ２２０
Åのフッ素化ポリカーボネートフィルムを３光子共鳴χ
(3) はそれぞれ０．３×１０-10 ｅｓｕ、０．７×１０
-10 ｅｓｕ、０．８×１０-10 ｅｓｕ、０．３×１０
-10 ｅｓｕ、０．９×１０-10 ｅｓｕの値を得た。ま
た、吸収端波長よりも長波長側での導波損失は、すべて
１ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ帯の屈折率は、
すべて１．４５付近であった。
【００３９】実施例８ ビスフェノールＡＦと前記式（化８）〜（化１２）で表
される化合物のいずれかとの１：１混合物のピリジン溶
液に、それぞれ２当量のホスゲンガスを導入して、対応
するフッ素化ポリカーボネートを製造した。それぞれの
フッ素化ポリカーボネートフィルムに電極を装着して
１．１ＭＶ／ｃｍの電界下で分極処理した。それぞれの
χ(2) は０．１×１０-6ｅｓｕ、０．３×１０-6ｅｓ
ｕ、０．８×１０-6ｅｓｕ、０．２×１０-6ｅｓｕ、
０．７×１０-6ｅｓｕの値を得た。また、吸収端波長よ
りも長波長側での導波損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ以下
であった。１．５μｍ帯の屈折率は、すべて１．４５付
近であった。
される化合物のいずれかとの１：１混合物のピリジン溶
液に、それぞれ２当量のホスゲンガスを導入して、対応
するフッ素化ポリカーボネートを製造した。それぞれの
フッ素化ポリカーボネートフィルムに電極を装着して
１．１ＭＶ／ｃｍの電界下で分極処理した。それぞれの
χ(2) は０．１×１０-6ｅｓｕ、０．３×１０-6ｅｓ
ｕ、０．８×１０-6ｅｓｕ、０．２×１０-6ｅｓｕ、
０．７×１０-6ｅｓｕの値を得た。また、吸収端波長よ
りも長波長側での導波損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ以下
であった。１．５μｍ帯の屈折率は、すべて１．４５付
近であった。
【００４０】実施例９ 下記式（化１８）で表される化合物と、前記式（化３）
〜（化７）で表される化合物のいずれかとを、それぞれ
等モル量混合し、１００℃で１時間加熱し、対応するフ
ッ素化ポリエーテルを合成した。厚さ２８０Åのフィル
ムの３光子共鳴χ(3) はそれぞれ０．９×１０-10 ｅｓ
ｕ、１．２×１０-10 ｅｓｕ、１．５×１０-10 ｅｓ
ｕ、０．２×１０-10 ｅｓｕ、０．２×１０-10 ｅｓｕ
の値を得た。また、吸収端波長よりも長波長側での導波
損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ
帯の屈折率は、すべて１．４５付近であった。
〜（化７）で表される化合物のいずれかとを、それぞれ
等モル量混合し、１００℃で１時間加熱し、対応するフ
ッ素化ポリエーテルを合成した。厚さ２８０Åのフィル
ムの３光子共鳴χ(3) はそれぞれ０．９×１０-10 ｅｓ
ｕ、１．２×１０-10 ｅｓｕ、１．５×１０-10 ｅｓ
ｕ、０．２×１０-10 ｅｓｕ、０．２×１０-10 ｅｓｕ
の値を得た。また、吸収端波長よりも長波長側での導波
損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ
帯の屈折率は、すべて１．４５付近であった。
【００４１】
【化１８】
【００４２】実施例１０ 前記式（化１８）で表される化合物と、前記式（化３）
〜（化７）で表される化合物のいずれかとを、それぞれ
等モル量混合し、１００℃で１時間加熱し、対応するフ
ッ素化ポリエーテルを合成した。スピンコートにより生
成したポリエーテルフィルムに電極を装着して１．２Ｍ
Ｖ／ｃｍの電界を印加した。χ(2) はそれぞれ１．８×
１０-6ｅｓｕ、１．６×１０-6ｅｓｕ、１．４×１０-6
ｅｓｕ、０．２×１０-6ｅｓｕ、０．２×１０-6ｅｓｕ
の値を得た。また、吸収端波長よりも長波長側での導波
損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ
帯の屈折率は、すべて１．４５付近であった。
〜（化７）で表される化合物のいずれかとを、それぞれ
等モル量混合し、１００℃で１時間加熱し、対応するフ
ッ素化ポリエーテルを合成した。スピンコートにより生
成したポリエーテルフィルムに電極を装着して１．２Ｍ
Ｖ／ｃｍの電界を印加した。χ(2) はそれぞれ１．８×
１０-6ｅｓｕ、１．６×１０-6ｅｓｕ、１．４×１０-6
ｅｓｕ、０．２×１０-6ｅｓｕ、０．２×１０-6ｅｓｕ
の値を得た。また、吸収端波長よりも長波長側での導波
損失は、すべて１ｄＢ／ｃｍ以下であった。１．５μｍ
帯の屈折率は、すべて１．４５付近であった。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光非
線形高分子材料は、非線形光学効果が大きく、石英系導
波媒体との整合性に関して屈折率制御が容易な上、低損
失な導波路形成が可能である。したがって、本発明の光
非線形高分子材料は、光非線形素子を構成するための高
性能な光導波路材料として、広く用いることができる。
更に、本発明材料は、石英光ファイバ、石英導波路など
の石英系導波媒体のみならず、フッ化物ファイバや、プ
ラスチック光ファイバあるいはプラスチック光導波路と
の屈折率整合性も容易に得られるため、これら光導波媒
体との組合せによっても優れた特性の光非線形素子を構
成することができる。本発明の低屈折率光非線形高分子
材料を用いることによって実現しうる光非線形素子ある
いは装置を具体的に例示するなら、高速ＥＯスイッチ素
子、ピコ秒光ゲート素子や導波路型高速光非線形カップ
ラなどを挙げることができる。
線形高分子材料は、非線形光学効果が大きく、石英系導
波媒体との整合性に関して屈折率制御が容易な上、低損
失な導波路形成が可能である。したがって、本発明の光
非線形高分子材料は、光非線形素子を構成するための高
性能な光導波路材料として、広く用いることができる。
更に、本発明材料は、石英光ファイバ、石英導波路など
の石英系導波媒体のみならず、フッ化物ファイバや、プ
ラスチック光ファイバあるいはプラスチック光導波路と
の屈折率整合性も容易に得られるため、これら光導波媒
体との組合せによっても優れた特性の光非線形素子を構
成することができる。本発明の低屈折率光非線形高分子
材料を用いることによって実現しうる光非線形素子ある
いは装置を具体的に例示するなら、高速ＥＯスイッチ素
子、ピコ秒光ゲート素子や導波路型高速光非線形カップ
ラなどを挙げることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 非線形光学効果を有する成分が高分子鎖
に分岐状に結合した高分子材料において、この高分子鎖
を構成する構造単位中にフッ素が含有されていることを
特徴とする低屈折率光非線形高分子材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3328285A JPH05142600A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 低屈折率光非線形高分子材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3328285A JPH05142600A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 低屈折率光非線形高分子材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142600A true JPH05142600A (ja) | 1993-06-11 |
Family
ID=18208521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3328285A Pending JPH05142600A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 低屈折率光非線形高分子材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142600A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5872882A (en) * | 1995-03-13 | 1999-02-16 | Akzo Nobel Nv | Non-linear optical polycarbonates |
| WO2001099323A1 (fr) * | 2000-06-21 | 2001-12-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Systeme de transmission de donnees |
| WO2002093249A1 (fr) * | 2001-05-17 | 2002-11-21 | Daikin Industries, Ltd. | Materiau optique non lineaire contenant un polymere fluore |
| EP1305445A1 (en) * | 2000-05-09 | 2003-05-02 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| EP1368679A4 (en) * | 2001-02-06 | 2005-08-31 | Battelle Memorial Institute | FUNCTIONAL MATERIALS FOR USE IN OPTICAL SYSTEMS |
| US7352967B1 (en) | 2000-06-21 | 2008-04-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Data transmission system |
| US7635598B2 (en) | 2004-07-08 | 2009-12-22 | Biosearch Technologies, Inc. | Inducible fluorescence assay |
| US8466266B2 (en) | 2008-04-01 | 2013-06-18 | Biosearch Technologies, Inc. | Stabilized nucleic acid dark quencher-fluorophore probes |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP3328285A patent/JPH05142600A/ja active Pending
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5872882A (en) * | 1995-03-13 | 1999-02-16 | Akzo Nobel Nv | Non-linear optical polycarbonates |
| US8633307B2 (en) | 2000-05-09 | 2014-01-21 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| US8946404B2 (en) | 2000-05-09 | 2015-02-03 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| US10301349B2 (en) | 2000-05-09 | 2019-05-28 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| US8440399B2 (en) | 2000-05-09 | 2013-05-14 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| US8410255B2 (en) | 2000-05-09 | 2013-04-02 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| US7019129B1 (en) | 2000-05-09 | 2006-03-28 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| US7109312B2 (en) | 2000-05-09 | 2006-09-19 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| US9139610B2 (en) | 2000-05-09 | 2015-09-22 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| US9018369B2 (en) | 2000-05-09 | 2015-04-28 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
| US7582432B2 (en) | 2000-05-09 | 2009-09-01 | Biosearch Technologies, Inc. | Dark quenchers for donor-acceptor energy transfer |
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| EP1305445A4 (en) * | 2000-05-09 | 2003-08-13 | Biosearch Technologies Inc | NON LUMINOUS QUENCHER FOR A DONOR ACCEPTANCE ENERGY TRANSFER |
| WO2001099323A1 (fr) * | 2000-06-21 | 2001-12-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Systeme de transmission de donnees |
| US7352967B1 (en) | 2000-06-21 | 2008-04-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Data transmission system |
| EP1368679A4 (en) * | 2001-02-06 | 2005-08-31 | Battelle Memorial Institute | FUNCTIONAL MATERIALS FOR USE IN OPTICAL SYSTEMS |
| WO2002093249A1 (fr) * | 2001-05-17 | 2002-11-21 | Daikin Industries, Ltd. | Materiau optique non lineaire contenant un polymere fluore |
| US7262252B2 (en) | 2001-05-17 | 2007-08-28 | Daikin Industries, Ltd. | Nonlinear optical materials comprising fluorine-containing polymer |
| US7635598B2 (en) | 2004-07-08 | 2009-12-22 | Biosearch Technologies, Inc. | Inducible fluorescence assay |
| US8466266B2 (en) | 2008-04-01 | 2013-06-18 | Biosearch Technologies, Inc. | Stabilized nucleic acid dark quencher-fluorophore probes |
| US8674094B2 (en) | 2008-04-01 | 2014-03-18 | Biosearch Technologies, Inc. | Stabilized nucleic acid dark quencher-fluorophore probes |
| US9803240B2 (en) | 2008-04-01 | 2017-10-31 | Biosearch Technologies, Inc. | Stabilized nucleic acid dark quencher-fluorophore probes |
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