JPH05257179A - 有機非線形光学材料 - Google Patents
有機非線形光学材料Info
- Publication number
- JPH05257179A JPH05257179A JP8614892A JP8614892A JPH05257179A JP H05257179 A JPH05257179 A JP H05257179A JP 8614892 A JP8614892 A JP 8614892A JP 8614892 A JP8614892 A JP 8614892A JP H05257179 A JPH05257179 A JP H05257179A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nonlinear optical
- methyl
- compd
- optical material
- ethylchalcone
- 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
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ４−メチル−４′−エチルカルコンを含む有
機非線形光学材料。 【効果】 本発明に用いられる新規化合物４−メチル−
４′−エチルカルコンは、高い非線形光学特性とともに
広い透明波長域を有している。かかる化合物を含む本発
明の有機非線形光学材料は、波長変換素子・光変調器・
光スイッチなどに用いられる非線形光学材料として有用
なばかりか、特に青色波長域でも透明であることから、
半導体レーザー光を基本波として青色の可視光を得るた
めの波長変換素子に使用される非線形光学材料として極
めて有用。
機非線形光学材料。 【効果】 本発明に用いられる新規化合物４−メチル−
４′−エチルカルコンは、高い非線形光学特性とともに
広い透明波長域を有している。かかる化合物を含む本発
明の有機非線形光学材料は、波長変換素子・光変調器・
光スイッチなどに用いられる非線形光学材料として有用
なばかりか、特に青色波長域でも透明であることから、
半導体レーザー光を基本波として青色の可視光を得るた
めの波長変換素子に使用される非線形光学材料として極
めて有用。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機非線形光学材料に
関するものである。
関するものである。
【０００２】非線形光学効果とは、電界によって誘起さ
れる物質の分極が、電界強度に対して非線形な応答を示
すことに基く光学現象である。なかでも、電界の２乗に
比例する効果としては、第２高調波発生（ＳＨＧ）、和
差周波発生、光パラメトリック発振・増幅、電気光学効
果などがあり、レーザー光の波長変換素子や光信号の変
調素子・増幅素子・スイッチなどへの応用が可能であ
る。
れる物質の分極が、電界強度に対して非線形な応答を示
すことに基く光学現象である。なかでも、電界の２乗に
比例する効果としては、第２高調波発生（ＳＨＧ）、和
差周波発生、光パラメトリック発振・増幅、電気光学効
果などがあり、レーザー光の波長変換素子や光信号の変
調素子・増幅素子・スイッチなどへの応用が可能であ
る。
【０００３】
【従来の技術】上記のような非線形光学効果を示す材料
としては、従来、無機の結晶材料（ＫＨ2 ＰＯ4 など）
が実用化されていたが、これらの材料の非線形光学定数
は小さく、これらを用いた素子の動作には高電圧もしく
は極めて高い光強度が必要とされていた。しかるに、近
年、非線形光学定数において、これらの無機材料を凌ぐ
π電子共役系を有する有機材料が見出され、注目を集め
ている。このような材料については、例えば下記のよう
な報告があるが、その代表例としては、２−メチル−４
−ニトロアニリン（略称ＭＮＡ）のようなベンゼン誘導
体などが挙げられている。“Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆＯｒｇａｎｉ
ｃ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ”ＡＣＳＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＳＥＲＩＥＳ ２３３
（Ｄ．Ｊ．Ｗｉｌｌｉａｍｓ編１９８３年） しかしながら、上記のような従来公知の有機材料では、
非線形光学効果が充分ではないとか、吸収波長がかなり
長くなって使用波長域が限られるとか、あるいは位相整
合条件を満足できない、といった種々の問題点があり、
未だ実用に供するに至ってはいないのが現状である。
としては、従来、無機の結晶材料（ＫＨ2 ＰＯ4 など）
が実用化されていたが、これらの材料の非線形光学定数
は小さく、これらを用いた素子の動作には高電圧もしく
は極めて高い光強度が必要とされていた。しかるに、近
年、非線形光学定数において、これらの無機材料を凌ぐ
π電子共役系を有する有機材料が見出され、注目を集め
ている。このような材料については、例えば下記のよう
な報告があるが、その代表例としては、２−メチル−４
−ニトロアニリン（略称ＭＮＡ）のようなベンゼン誘導
体などが挙げられている。“Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｏｐ
ｔｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆＯｒｇａｎｉ
ｃ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ”ＡＣＳＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ＳＥＲＩＥＳ ２３３
（Ｄ．Ｊ．Ｗｉｌｌｉａｍｓ編１９８３年） しかしながら、上記のような従来公知の有機材料では、
非線形光学効果が充分ではないとか、吸収波長がかなり
長くなって使用波長域が限られるとか、あるいは位相整
合条件を満足できない、といった種々の問題点があり、
未だ実用に供するに至ってはいないのが現状である。
【０００４】これに対して、実用に供し得る有機非線形
光学材料については、次のような性能が非線形光学特性
として要求されている。 分子状態での非線形光学特性、すなわち分子の２次
の超分極率βが大きいこと。 分子の超分極率βが系全体の非線形光学特性、すな
わち２次の非線形感受率χに有効に反映されるような分
子の配列をとっていること、少なくとも反転中心をもた
ない構造であること。 光学材料として使用することのできる透明波長域が
なるべく広いこと、特に半導体レーザー光に対する波長
変換材料として使用する場合には、出力である第２高周
波光が可視域から近紫外域となるので、材料の光吸収極
大波長やカットオフ波長ができるだけ短い波長に位置す
ることが望ましい。
光学材料については、次のような性能が非線形光学特性
として要求されている。 分子状態での非線形光学特性、すなわち分子の２次
の超分極率βが大きいこと。 分子の超分極率βが系全体の非線形光学特性、すな
わち２次の非線形感受率χに有効に反映されるような分
子の配列をとっていること、少なくとも反転中心をもた
ない構造であること。 光学材料として使用することのできる透明波長域が
なるべく広いこと、特に半導体レーザー光に対する波長
変換材料として使用する場合には、出力である第２高周
波光が可視域から近紫外域となるので、材料の光吸収極
大波長やカットオフ波長ができるだけ短い波長に位置す
ることが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】有機非線形光学材料に
つき非線形光学特性として要求されている上記の、
及びの性能のうち、の分子の超分極率については、
共役系に強いドナー性基と強いアクセプター性基を導入
したいわゆる分子内電荷移動型の分子構造を採用するこ
とにより、容易に大きなものとすることができ、その代
表例としては、パラニトロアニリンおよび４−ジエチル
アミノ−４′−ニトロスチルベンなどが知られている。
しかしながら、前記の性能に適合するこのような分子
の光吸収帯はかなり長波長に位置するので、前記の性
能に適合するための透明波長域が狭くなってしまう、と
いう問題があった。また通常、このような構造の分子で
はその双極子モーメントμも大きくなることから、結晶
内で非中心対称構造をとると静電エネルギー的に不安定
となるため、実際に得られる結晶は中心対称構造となる
場合が多いので、前記の性能に適合する条件が充たさ
れない場合が多い、という問題もあった。
つき非線形光学特性として要求されている上記の、
及びの性能のうち、の分子の超分極率については、
共役系に強いドナー性基と強いアクセプター性基を導入
したいわゆる分子内電荷移動型の分子構造を採用するこ
とにより、容易に大きなものとすることができ、その代
表例としては、パラニトロアニリンおよび４−ジエチル
アミノ−４′−ニトロスチルベンなどが知られている。
しかしながら、前記の性能に適合するこのような分子
の光吸収帯はかなり長波長に位置するので、前記の性
能に適合するための透明波長域が狭くなってしまう、と
いう問題があった。また通常、このような構造の分子で
はその双極子モーメントμも大きくなることから、結晶
内で非中心対称構造をとると静電エネルギー的に不安定
となるため、実際に得られる結晶は中心対称構造となる
場合が多いので、前記の性能に適合する条件が充たさ
れない場合が多い、という問題もあった。
【０００６】本発明は、上記のような従来の課題を解決
し得る、新規な非線形光学効果を示しかつ透明波長域の
広い有機非線形光学材料の提供を目的とする。
し得る、新規な非線形光学効果を示しかつ透明波長域の
広い有機非線形光学材料の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる目
的を達成すべく、鋭意研究を進めた結果、４−メチル−
４′−エチルカルコンを用いれば前記目的に適合し得る
ことを初めて見出し、本発明に到達した。すなわち、本
発明は、４−メチル−４′−エチルカルコンを含むこと
を特徴とする有機非線形光学材料を要旨とするものであ
る。
的を達成すべく、鋭意研究を進めた結果、４−メチル−
４′−エチルカルコンを用いれば前記目的に適合し得る
ことを初めて見出し、本発明に到達した。すなわち、本
発明は、４−メチル−４′−エチルカルコンを含むこと
を特徴とする有機非線形光学材料を要旨とするものであ
る。
【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】本発明の化１の下記化合物４−メチル−
４′−エチルカルコン（１）
４′−エチルカルコン（１）
【化１】 は、公知の化合物カルコンに対してメチル基及びエチル
基という弱いドナー性基を導入した分子構造を有してい
る。
基という弱いドナー性基を導入した分子構造を有してい
る。
【００１０】
【作用】また、後記実施例２の表１の結果及びその説明
で示されるように、上記化合物（１）の透明波長域は、
メチル基及びエチル基の２つの置換基導入によって、ほ
とんど変らないのに対し、非線形光学特性は大きく改善
されている。
で示されるように、上記化合物（１）の透明波長域は、
メチル基及びエチル基の２つの置換基導入によって、ほ
とんど変らないのに対し、非線形光学特性は大きく改善
されている。
【００１１】また、上記化合物（１）の分子の超分極β
は、上記２つの置換基導入により大きくは変らないと考
えられるので、おそらくは立体的な効果により望ましい
結晶内での分子配列が実現されているものと推定され
る。
は、上記２つの置換基導入により大きくは変らないと考
えられるので、おそらくは立体的な効果により望ましい
結晶内での分子配列が実現されているものと推定され
る。
【００１２】更に、上記化合物（１）は、ｐ−トルアル
デヒドとｐ−エチルアセトフェノンとをアルコール中、
塩基性又は酸性触媒の存在下、反応させて容易に得るこ
とができる。
デヒドとｐ−エチルアセトフェノンとをアルコール中、
塩基性又は酸性触媒の存在下、反応させて容易に得るこ
とができる。
【００１３】かくして得られる本発明の上記化合物
（１）は、単結晶の形の他、例えば粉末の形、ポリマー
・液晶などとの混合物の形、基板上に沈積した薄膜の形
などの種々の形態で、非線形光学材料として用いること
ができる。また、本発明の化合物を、ペンダントの形
で、アクリル系樹脂など種々のポリマー骨格に結合させ
て用いることもできる。
（１）は、単結晶の形の他、例えば粉末の形、ポリマー
・液晶などとの混合物の形、基板上に沈積した薄膜の形
などの種々の形態で、非線形光学材料として用いること
ができる。また、本発明の化合物を、ペンダントの形
で、アクリル系樹脂など種々のポリマー骨格に結合させ
て用いることもできる。
【００１４】
【実施例】次に、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の
実施例により制限されるものではない。
明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の
実施例により制限されるものではない。
【００１５】
【実施例１】 本発明の化合物４−メチル−４′−エチルカルコン
（１）の合成 ｐ−トルアルデヒド１５ｇとｐ−エチルアセトフェノン
１５ｇを９５％エタノール１５０ｍｌに溶解し、氷冷
下、かくはんしながら２％水酸化ナトリウム水溶液２５
ｍｌを滴下し、室温で５時間反応させた。析出した結晶
を濾過、洗浄した後、エタノール−水（５０／５０）よ
り再結晶して４−メチル−４′−エチルカルコン２０．
５ｇを得た。融点は９７℃であった。分子量の測定値は
２５０となって、分子式Ｃ18Ｈ18Ｏにもとづく計算値２
５０．３４とほぼ一致した。元素分析の結果は以下のと
おりであった。 Ｃ Ｈ Ｏ 理論値（％） ８６．３６ ７．２５ ６．３９ 測定値（％） ８６．４９ ７．１９ ６．３２
（１）の合成 ｐ−トルアルデヒド１５ｇとｐ−エチルアセトフェノン
１５ｇを９５％エタノール１５０ｍｌに溶解し、氷冷
下、かくはんしながら２％水酸化ナトリウム水溶液２５
ｍｌを滴下し、室温で５時間反応させた。析出した結晶
を濾過、洗浄した後、エタノール−水（５０／５０）よ
り再結晶して４−メチル−４′−エチルカルコン２０．
５ｇを得た。融点は９７℃であった。分子量の測定値は
２５０となって、分子式Ｃ18Ｈ18Ｏにもとづく計算値２
５０．３４とほぼ一致した。元素分析の結果は以下のと
おりであった。 Ｃ Ｈ Ｏ 理論値（％） ８６．３６ ７．２５ ６．３９ 測定値（％） ８６．４９ ７．１９ ６．３２
【００１６】
【実施例２】 ２次の非線形光学効果の測定 実施例として本発明の化合物（１）、並びに、比較例と
してカルコン骨格を有する本発明化合物以外の３種の化
合物（比較例１〜３）及びＭＮＡ（２−メチル−４−ニ
トロアニリン（比較例４）を、それぞれ乳鉢にてすりつ
ぶし、ｋｕｒｔｚらの方法（Ｊ．Ａｐｌｌ．Ｐｈｙｓ．
３９（１９６８）３７９８）に準じて、粉末状態での第
２高周波発生（ＳＨＧ）の測定を行なった。測定にはＮ
ｄ：ＹＡＧレーザ（パルス幅６ｎｓｅｃ，出力５０ｍＪ
／パルス，波長１，０６４μｍ）を光源として使用し
て、試料からの散乱光のうち、波長５３２ｎｍの光を検
出した。
してカルコン骨格を有する本発明化合物以外の３種の化
合物（比較例１〜３）及びＭＮＡ（２−メチル−４−ニ
トロアニリン（比較例４）を、それぞれ乳鉢にてすりつ
ぶし、ｋｕｒｔｚらの方法（Ｊ．Ａｐｌｌ．Ｐｈｙｓ．
３９（１９６８）３７９８）に準じて、粉末状態での第
２高周波発生（ＳＨＧ）の測定を行なった。測定にはＮ
ｄ：ＹＡＧレーザ（パルス幅６ｎｓｅｃ，出力５０ｍＪ
／パルス，波長１，０６４μｍ）を光源として使用し
て、試料からの散乱光のうち、波長５３２ｎｍの光を検
出した。
【００１７】 ２次の非線形光学効果の測定結果 本発明の化合物（１）及び比較例１〜４の化合物のＳＨ
Ｇ強度は、尿素を基準とした相対値で下記表１にまとめ
て示す。また、該各化合物の粉末状態での拡散反射スペ
クトルを測定して得たカットオフ波長λｃ、及びＴＨＦ
溶液での吸収極大波長λmax の値をまとめて下記表１に
示す。
Ｇ強度は、尿素を基準とした相対値で下記表１にまとめ
て示す。また、該各化合物の粉末状態での拡散反射スペ
クトルを測定して得たカットオフ波長λｃ、及びＴＨＦ
溶液での吸収極大波長λmax の値をまとめて下記表１に
示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１の結果から明らかなように、本発明の
化合物（１）は、カットオフ波長が短かく、ＭＮＡと比
べて広い透明波長域を有しているばかりか、非線形光学
効果についても、同一骨格のカルコンを有する比較例１
〜３の化合物と比べてはるかに大きな性能を有している
ことが判る。すなわち、本発明の化合物（１）は、特に
強いドナー性基をもって大きな超分極率βをもっと推定
される比較例２及び３の化合物よりも、更に大きな非線
形光学特性を有していることが判る。
化合物（１）は、カットオフ波長が短かく、ＭＮＡと比
べて広い透明波長域を有しているばかりか、非線形光学
効果についても、同一骨格のカルコンを有する比較例１
〜３の化合物と比べてはるかに大きな性能を有している
ことが判る。すなわち、本発明の化合物（１）は、特に
強いドナー性基をもって大きな超分極率βをもっと推定
される比較例２及び３の化合物よりも、更に大きな非線
形光学特性を有していることが判る。
【００２０】
【発明の効果】本発明に用いられる化合物（１）の４−
メチル−４′−エチルカルコンは、高い非線形光学特性
を有するとともに広い透明波長域を有しており、この化
合物（１）を含む本発明の有機非線形光学材料は、波長
変換素子・光変調器・光スイッチなどに用いられる非線
形光学材料として有用である。かかる本発明の有機非線
形光学材料は、特に、青色波長域においても透明である
ことから、半導体レーザー光を基本波として青色の可視
光を得るための波長変換素子に使用される非線形光学材
料として極めて有用である、という工業的価値ある顕著
な効果を奏することができる。
メチル−４′−エチルカルコンは、高い非線形光学特性
を有するとともに広い透明波長域を有しており、この化
合物（１）を含む本発明の有機非線形光学材料は、波長
変換素子・光変調器・光スイッチなどに用いられる非線
形光学材料として有用である。かかる本発明の有機非線
形光学材料は、特に、青色波長域においても透明である
ことから、半導体レーザー光を基本波として青色の可視
光を得るための波長変換素子に使用される非線形光学材
料として極めて有用である、という工業的価値ある顕著
な効果を奏することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 ４−メチル−４′−エチルカルコンを含
むことを特徴とする有機非線形光学材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8614892A JPH05257179A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 有機非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8614892A JPH05257179A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 有機非線形光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05257179A true JPH05257179A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=13878660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8614892A Pending JPH05257179A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 有機非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05257179A (ja) |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP8614892A patent/JPH05257179A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH04121717A (ja) | 新規な有機非線形光学材料及びそれを用いた光波長の変換方法 | |
| JPH05257179A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2762610B2 (ja) | スクエアリリウム誘導体及びその製造方法 | |
| US5072451A (en) | Molecular crystal and method for converting light wavelength by use thereof | |
| JPH03112961A (ja) | スクエアリリウム誘導体及びその製造方法 | |
| JP2799101B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH07117672B2 (ja) | 非線形光学有機材料 | |
| JPS6323136A (ja) | 非線形光学素子 | |
| JPH0660983B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2530725B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2694562B2 (ja) | 新規な有機非線形光学材料およびそれを用いた光波長の変換方法 | |
| JPH0786093B2 (ja) | 新規な有機化合物 | |
| JP2685380B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2737429B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH07111530B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH07107012B2 (ja) | 新規な有機化合物 | |
| JPH05307203A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH06160924A (ja) | 分子結晶 | |
| JPH05188416A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH02934A (ja) | 非線形光学材料 | |
| JPH06324370A (ja) | 非線形光学材料 | |
| JPH03215477A (ja) | 不斉炭素原子を有する化合物およびそれからなる非線形光学材料 | |
| JPH06184081A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH05224258A (ja) | 非線形光学材料 | |
| JPH0627507A (ja) | 有機非線形光学材料 |