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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