JPH05173204A - 非線形光学素子 - Google Patents
非線形光学素子Info
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- JPH05173204A JPH05173204A JP33813991A JP33813991A JPH05173204A JP H05173204 A JPH05173204 A JP H05173204A JP 33813991 A JP33813991 A JP 33813991A JP 33813991 A JP33813991 A JP 33813991A JP H05173204 A JPH05173204 A JP H05173204A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体レーザの倍波発生に好敵な二次非線形光
学材料を用いた高効率非線形光学素子の提供。 【構成】光源1の出力光6を半透過鏡2を介して、ポリ
アジン系高分子の非線形光学媒体試料3に照射し、半透
過鏡4,偏光板5を経て、出力光7を得る。ここで、半
透過鏡2及び4を使用光に適合した共鳴位置に設置する
周知の技術により、出力光を入射光に対して光演算に有
効な非線形応答又は双安定動作を可能にできる。
学材料を用いた高効率非線形光学素子の提供。 【構成】光源1の出力光6を半透過鏡2を介して、ポリ
アジン系高分子の非線形光学媒体試料3に照射し、半透
過鏡4,偏光板5を経て、出力光7を得る。ここで、半
透過鏡2及び4を使用光に適合した共鳴位置に設置する
周知の技術により、出力光を入射光に対して光演算に有
効な非線形応答又は双安定動作を可能にできる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光応用技術に有効な有
機金属錯体及びこれを用いた非線形光学素子に関する。
機金属錯体及びこれを用いた非線形光学素子に関する。
【0002】
【従来の技術】1960年代のレーザの発見以降、強い
非線形光学特性を示す多数の無機材料が発見されてき
た。周知の無機材料として、尿素,石英,ニオブ酸リチ
ウム(LiNbO3 ),リン酸2水素カリウム(KD
P:KH2PO4),リン酸2水素アンモニウム(AD
P:NH4H2PO4 ),砒素化ガリウム(GaAs)な
どが挙げられる。無機材料は、いわゆる分子設計が困難
なため、非線形光学特性の最適化やその他の物性の意図
的な製造が出来ない。従って、分子設計の可能な有機分
子及び高分子は、非線形光学分野には非常に興味深いも
のとなっている。有機分子及び高分子材料は大きな光学
非線形性と共に、大きなレーザ光耐性,高速応答及びあ
る種の分野には適する軽量性などの特性を示すため、非
線形光学の分野に応用の可能性が高い。
非線形光学特性を示す多数の無機材料が発見されてき
た。周知の無機材料として、尿素,石英,ニオブ酸リチ
ウム(LiNbO3 ),リン酸2水素カリウム(KD
P:KH2PO4),リン酸2水素アンモニウム(AD
P:NH4H2PO4 ),砒素化ガリウム(GaAs)な
どが挙げられる。無機材料は、いわゆる分子設計が困難
なため、非線形光学特性の最適化やその他の物性の意図
的な製造が出来ない。従って、分子設計の可能な有機分
子及び高分子は、非線形光学分野には非常に興味深いも
のとなっている。有機分子及び高分子材料は大きな光学
非線形性と共に、大きなレーザ光耐性,高速応答及びあ
る種の分野には適する軽量性などの特性を示すため、非
線形光学の分野に応用の可能性が高い。
【0003】これらの有機非線形光学材料には、尿素、
8−ヒドロキシキノリンの置換体(特開平1−229234 号
公報)、2−メチル−4−ニトロアニリン(名称MN
A)(特開昭55−500960号公報)、N−(4−ニトロフ
ェニル)−L−プロリノ−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、無機材料の百倍以上の、二次の非線形光学効
果をもつことが知られている。
8−ヒドロキシキノリンの置換体(特開平1−229234 号
公報)、2−メチル−4−ニトロアニリン(名称MN
A)(特開昭55−500960号公報)、N−(4−ニトロフ
ェニル)−L−プロリノ−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、無機材料の百倍以上の、二次の非線形光学効
果をもつことが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の有機非
線形光学材料は、非線形光学定数が非常に大きい反面、
大きな単結晶を得にくいこと、その結晶の熱等に対する
環境安定性が悪いこと、光の透過性を示すカットオフ波
長が長いこと、すなわち、光吸収が可視域にあること等
に問題があった。特に、カットオフ波長が長いという問
題点は、例えば、半導体レーザの光二次高調波発生(S
HG)波長変換素子への応用などの実用面で考えた場
合、改良すべき重要な課題である。この点は、SHG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。MNAでは、そ
のカットオフ波長は480nmであり、NPPは、約4
90nmといずれも長波長にある。このため、現在用い
られているGaAlAs系の近赤外半導体レーザ(発振
波長約800〜900nm)のSHG波長変換素子の材
料は、好ましくない。
線形光学材料は、非線形光学定数が非常に大きい反面、
大きな単結晶を得にくいこと、その結晶の熱等に対する
環境安定性が悪いこと、光の透過性を示すカットオフ波
長が長いこと、すなわち、光吸収が可視域にあること等
に問題があった。特に、カットオフ波長が長いという問
題点は、例えば、半導体レーザの光二次高調波発生(S
HG)波長変換素子への応用などの実用面で考えた場
合、改良すべき重要な課題である。この点は、SHG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。MNAでは、そ
のカットオフ波長は480nmであり、NPPは、約4
90nmといずれも長波長にある。このため、現在用い
られているGaAlAs系の近赤外半導体レーザ(発振
波長約800〜900nm)のSHG波長変換素子の材
料は、好ましくない。
【0005】本発明の目的は、非線形光学定数が大き
く、かつ、耐環境性に優れる非線形光学材料を提供する
にある。実用的な観点では、価格乃至製造上の困難性も
従来問題であった。本発明は、簡便な合成法による廉価
な材料を提供する。
く、かつ、耐環境性に優れる非線形光学材料を提供する
にある。実用的な観点では、価格乃至製造上の困難性も
従来問題であった。本発明は、簡便な合成法による廉価
な材料を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般式M
(Q)n(Q′)mで示される金属錯体を用いることを
特徴とする非線形光学材料である。但し、MはPd,Z
n,Cu,Ni,MoO2,Y,WO2,Co,Mg,P
b,Mn,又は、Taから選ばれた金属原子又は金属酸
化物であり、n,mは金属の価数に応じた1ないし3の
整数であり、Q,Q′は一般式(1)で示される有機配
位子である。
(Q)n(Q′)mで示される金属錯体を用いることを
特徴とする非線形光学材料である。但し、MはPd,Z
n,Cu,Ni,MoO2,Y,WO2,Co,Mg,P
b,Mn,又は、Taから選ばれた金属原子又は金属酸
化物であり、n,mは金属の価数に応じた1ないし3の
整数であり、Q,Q′は一般式(1)で示される有機配
位子である。
【0007】
【化2】
【0008】ここで、Xは水酸基又はアミノ基であり、
Y,Zは水素原子,メチル基,ハロゲン原子,ニトロ
基,ニトロソ基,スルフォニル基から選ばれた有機性基
である。
Y,Zは水素原子,メチル基,ハロゲン原子,ニトロ
基,ニトロソ基,スルフォニル基から選ばれた有機性基
である。
【0009】本発明は、特に、Pd(II),Zn(I
I),Cu(II),Pb(II),Y(II),Co(II)か
ら選ばれた金属の8−ヒドロキシキノリン又は5−クロ
ロ−8−ヒドロキシキノリンとの金属錯体を用いた非線
形光学材料である。
I),Cu(II),Pb(II),Y(II),Co(II)か
ら選ばれた金属の8−ヒドロキシキノリン又は5−クロ
ロ−8−ヒドロキシキノリンとの金属錯体を用いた非線
形光学材料である。
【0010】これら本発明の材料は、既知の方法の何れ
でも合成できる。例えば、F.J.ウェルヒャー(Welc
her)著:オルガニックアナリティカルリエイジェンツ
(Organic Analytical Regents)第1巻、263頁以下
(出版:DV NostrandCompany,Princeton,NJ、1
955年)に詳述されている方法が使用できる。本発明
では、金属から配位子に、あるいは逆に配位子から金属
に電子移動した金属錯体の形成による金属と有機配位子
との間のパイ電子の非局在化を利用する。これにより、
他の有機金属の系とは異なる高い耐熱性をも実現でき
る。これら金属錯体は白色乃至は淡黄色で短波長の第二
高調波の発生にも、好適に適用できる。
でも合成できる。例えば、F.J.ウェルヒャー(Welc
her)著:オルガニックアナリティカルリエイジェンツ
(Organic Analytical Regents)第1巻、263頁以下
(出版:DV NostrandCompany,Princeton,NJ、1
955年)に詳述されている方法が使用できる。本発明
では、金属から配位子に、あるいは逆に配位子から金属
に電子移動した金属錯体の形成による金属と有機配位子
との間のパイ電子の非局在化を利用する。これにより、
他の有機金属の系とは異なる高い耐熱性をも実現でき
る。これら金属錯体は白色乃至は淡黄色で短波長の第二
高調波の発生にも、好適に適用できる。
【0011】本発明に含まれる配位子を一般式(2)に
例示する。
例示する。
【0012】
【化3】
【0013】本発明には電子数の豊富なZn(II)と共
に電子の乏しいY(II)などの金属の何れをも利用で
き、又、メチル基の如き電子供与性と共にニトロ基の如
き電子受容性の置換基の何れをも利用できる特徴があ
る。
に電子の乏しいY(II)などの金属の何れをも利用で
き、又、メチル基の如き電子供与性と共にニトロ基の如
き電子受容性の置換基の何れをも利用できる特徴があ
る。
【0014】本発明に関わる周知の非線形光学素子の例
として、図1に示すものがある。光源1の出力光6を半
透過鏡2を介して、本発明に記載のポリアジン系高分子
の非線形光学媒体試料3に照射し、半透過鏡4,偏光板
5を経て、出力光7を得る。ここで、半透過鏡2及び4
を使用光に適合した共鳴位置に設置する周知の技術によ
り、出力光を入射光に対して光演算に有効な非線形応答
又は双安定動作を可能とできる。同様に、図2に示すよ
うに、半透過鏡8,9及び反射鏡10を経た帰還光11
を利用してより効率的に動作させることもできる。又、
図3に示すように入射光を光線6及び12の和とし、一
方をポンプ光、他方をプローブ光として光演算すること
も出来る。光源1は、既存のすべての光源が使用できる
が、例えば、三次高調波発生にはYAGレーザ光1.0
6μm の光パラメトリック発振に基づく1.9ないし
2.1μmの光が用いられる。
として、図1に示すものがある。光源1の出力光6を半
透過鏡2を介して、本発明に記載のポリアジン系高分子
の非線形光学媒体試料3に照射し、半透過鏡4,偏光板
5を経て、出力光7を得る。ここで、半透過鏡2及び4
を使用光に適合した共鳴位置に設置する周知の技術によ
り、出力光を入射光に対して光演算に有効な非線形応答
又は双安定動作を可能とできる。同様に、図2に示すよ
うに、半透過鏡8,9及び反射鏡10を経た帰還光11
を利用してより効率的に動作させることもできる。又、
図3に示すように入射光を光線6及び12の和とし、一
方をポンプ光、他方をプローブ光として光演算すること
も出来る。光源1は、既存のすべての光源が使用できる
が、例えば、三次高調波発生にはYAGレーザ光1.0
6μm の光パラメトリック発振に基づく1.9ないし
2.1μmの光が用いられる。
【0015】
【作用】本発明により、d電子を利用した高い非線形光
学特性と高透明性の両立する新規な非線形材料が提供さ
れた。
学特性と高透明性の両立する新規な非線形材料が提供さ
れた。
【0016】
〈実施例1〜20〉本発明に含まれる表1に示す非線形
光学材料の粉末を用いて、YAGレーザ光(1.06μ
m )の第二高調波の発生を測定した。
光学材料の粉末を用いて、YAGレーザ光(1.06μ
m )の第二高調波の発生を測定した。
【0017】
【表1】
【0018】表中で、Quinは、8−ヒドロキシキノリ
ン,Quin−Clは、5−クロロ−8−ヒドロキシキノリ
ン,Quin−NO2 は、5−ニトロ−8−ヒドロキシキノ
リン,Quin−Meは、2−メチル−8−ヒドロキシキノ
リンを意味する。SHGの強度は尿素を基準とした相対
値を示す。何れも良好な二次非線形特性を示した。
ン,Quin−Clは、5−クロロ−8−ヒドロキシキノリ
ン,Quin−NO2 は、5−ニトロ−8−ヒドロキシキノ
リン,Quin−Meは、2−メチル−8−ヒドロキシキノ
リンを意味する。SHGの強度は尿素を基準とした相対
値を示す。何れも良好な二次非線形特性を示した。
【0019】
【発明の効果】本発明により、半導体レーザの第二高調
波発生素子などの非線形光学素子に適した、高透明性の
高非線形光学特性をもつ新規な非線形材料が得られた。
波発生素子などの非線形光学素子に適した、高透明性の
高非線形光学特性をもつ新規な非線形材料が得られた。
【図1】本発明の非線形光学素子の一実施例の説明図。
1…光源、2…半透過鏡、3…試料。
フロントページの続き (72)発明者 角田 敦 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】光を入射する面及び出射する面を有する非
線形光学媒体を含む非線形光学素子において、前記非線
形光学媒体に一般式M(Q)n(Q′)mで示される金
属錯体を用いることを特徴とする非線形光学素子。但
し、MはPd,Zn,Cu,Ni,MoO2,Y,W
O2,Co,Mg,Pb,Mn,Rh又はTaから選ば
れた金属原子又は金属酸化物であり、n,mは金属の価
数に応じた1ないし3の整数であり、Q、Q′は一般式
(1)で示される有機配位子である。 【化1】 ここで、Xは水酸基又はアミノ基であり、Y,Zは水素
原子,メチル基,ハロゲン原子,ニトロ基,ニトロソ
基,スルフォニル基から選ばれた有機性基である。 - 【請求項2】請求項1において、Pd(II),Zn(I
I),Cu(II),Pb(II),Y(II),Co(II)から選
ばれた金属の8−ヒドロキシキノリン又は5−クロロ−
8−ヒドロキシキノリンとの金属錯体を用いる非線形光
学素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33813991A JPH05173204A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 非線形光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33813991A JPH05173204A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 非線形光学素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05173204A true JPH05173204A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18315287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33813991A Pending JPH05173204A (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 非線形光学素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05173204A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104744363A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-01 | 吉林化工学院 | 一种具有蓝光性能[Zn(5-硝基-8-羟基喹啉)2]配合物的制备方法 |
WO2018033024A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | The University Of Hong Kong | Tungsten (vi) complexes for oled application |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP33813991A patent/JPH05173204A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104744363A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-01 | 吉林化工学院 | 一种具有蓝光性能[Zn(5-硝基-8-羟基喹啉)2]配合物的制备方法 |
WO2018033024A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | The University Of Hong Kong | Tungsten (vi) complexes for oled application |
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