JPH05281586A - Nonlinear optical material - Google Patents

Nonlinear optical material

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JPH05281586A
JPH05281586A JP9102591A JP9102591A JPH05281586A JP H05281586 A JPH05281586 A JP H05281586A JP 9102591 A JP9102591 A JP 9102591A JP 9102591 A JP9102591 A JP 9102591A JP H05281586 A JPH05281586 A JP H05281586A
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JP
Japan
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group
nonlinear optical
nitrophenyl
optical material
alkyl
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JP9102591A
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Japanese (ja)
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Shigeki Katogi
茂樹 加藤木
Takeshi Hozumi
猛 八月朔日
Seizo Miyata
清蔵 宮田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide an organic nonlinear optical material of excellent transparency in a visible area and crystallinity without large reverse symmetric center in the secondary nonlinear optical effect by forming this nonlinear optical material of a specific urea derivative. CONSTITUTION:This nonlinear optical material is formed of an N-alkyl-N'-(4- nitrophenyl) urea derivative expressed by a formula. In the formula, R represents an alkyl group of a deuterium-substituted alkyl group. As the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, n-butyl group, a sec-butyl group, an iso-butyl group or a tert-butyl group functions effectively. This N-alkyl-N'-(4-nitrophenyl) urea derivative can be obtained by reacting nitrophenyl isocyanate, for instance, and alkylamine or an aqueous solution equivalent to R with acid or a base as a catalyst. The symmetric property is thereby lowered, and the nonlinear optical material can be converted into active material to secondary nonlinear optical effect in a wide wavelength area.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、可視域における透明性
が良好で、大きな二次の非線形光学効果を示す反転対称
中心のない結晶を備える有機質の非線形光学材料に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic non-linear optical material having a crystal having good transparency in the visible region and having no inversion symmetry center which exhibits a large second-order non-linear optical effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】非線形光学効果とは、非常に強い光が物
体を透過するとき、光の電場によって物質が分極し、こ
の誘起分極による光高調波の発生や入射した光自身が変
化する現象をいう。かかる現象はレーザーの発明以前か
ら知られていたものであるが、多くはレーザー光の出現
によって注目されるようになった。とくに、近時、光機
能素子への応用が注目されている光高調波発生、光パラ
メトリック発振・増幅、光位相共役、光双安定などの現
象解明はレーザーの開発に負うところが大きい。
2. Description of the Related Art The non-linear optical effect is a phenomenon in which, when very strong light passes through an object, the electric field of the light polarizes a substance, which causes optical harmonics due to the induced polarization and the incident light itself changes. Say. Although such a phenomenon has been known before the invention of the laser, much has come to the fore with the advent of laser light. In particular, the development of lasers is largely responsible for the elucidation of phenomena such as optical harmonic generation, optical parametric oscillation / amplification, optical phase conjugation, and optical bistability, which have recently attracted attention for application to optical functional devices.

【0003】上記の非線形光学効果は、赤外光の可視光
や紫外光への変換、光増幅、光スイッチ、光変調、光信
号等の無歪伝送への応用が可能となることから、この効
果を示す素子は今後ますます需要が増大する光情報処理
や光通信の分野で鍵を握る機能材料として位置づけされ
ている。
The above-mentioned non-linear optical effect can be applied to conversion of infrared light into visible light or ultraviolet light, optical amplification, optical switch, optical modulation, and distortion-free transmission of optical signals. Devices that show effects are positioned as key functional materials in the fields of optical information processing and optical communications, where demand is ever increasing.

【0004】従来、非線形光学効果を示す物質として、
例えばリン酸2水素カリウム(KDP)、ニオブ酸リチウム
(LiNbO3)、β−ホウ酸バリウム(BBO) などの無機化合物
が研究対象とされ、一部は素子材料として既に実用に供
されている。しかし、非線形光学効果を示す物質は、無
機質の誘電体化合物に限られるものではなく、有機化合
物にも見出されている。しかも、有機化合物の非線形光
学作用は、分子内に非局在化しているπ電子の移動によ
って生じるため、原子核に強く束縛されて格子振動に制
約を受ける無機誘電体のσ電子に比べ、誘起分極は か
に速く大きい。実際に、2−メチル−4−ニトロアニリ
ン(MNA) は、ニオブ酸リチウムの2000倍以上の性能指数
を示すことが解明されている〔B.F.LEVINE et al, J.Ap
ply.Phys.,50,2523(1979) 〕。
Conventionally, as a substance showing a non-linear optical effect,
For example, potassium dihydrogen phosphate (KDP), lithium niobate
Inorganic compounds such as (LiNbO 3 ) and β-barium borate (BBO) have been the subject of research, and some of them have already been put to practical use as device materials. However, the substance exhibiting the nonlinear optical effect is not limited to the inorganic dielectric compound, and is also found in the organic compound. Moreover, the nonlinear optical action of organic compounds is caused by the movement of π electrons that are delocalized in the molecule, so that the induced polarization is higher than that of σ electrons of an inorganic dielectric, which is strongly bound to the nucleus and restricted by lattice vibration. Very fast and big. In fact, it has been elucidated that 2-methyl-4-nitroaniline (MNA) shows a figure of merit that is 2000 times or more that of lithium niobate [BFLEVINE et al, J. Ap.
ply.Phys., 50, 2523 (1979)].

【0005】このようなことから、非線形光学効果の中
でも光機能素子としての応用が最も早く期待されている
二次の非線形光学効果とくに光第二高調波発生(SHG) の
実用化研究が有機化合物を対象に進められており、既に
MNA(特開昭55-500960 号公報) 、ニトロピリジン−
1−オキシド誘導体(特開昭56-92870号公報、特開昭56
-94333号公報) 等の物質が有機系の非線形光学材料とし
て提案されている。
From the above, among the nonlinear optical effects, the second-order nonlinear optical effects, which are expected to be applied as optical functional elements at the earliest, are expected to be practically applied. , MNA (Japanese Patent Laid-Open No. 55-500960), nitropyridine-
1-oxide derivative (JP-A-56-92870, JP-A-56-92870)
-94333) has been proposed as an organic nonlinear optical material.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】有機化合物において、
二次の非線形光学効果を高めるには分子の双極子モーメ
ントを大きくすればよく、そのためには分子内に電子供
与性基と電子吸引性基を導入することが有効であること
は良く知られている。しかし、この点には重要な未解決
の課題が残されている。すなわち、二次の非線形光学効
果を発現させるためには、結晶を反転対称中心のない形
態にしなければならないことである。
In the organic compound,
It is well known that it is effective to introduce an electron-donating group and an electron-withdrawing group into the molecule to increase the dipole moment of the molecule in order to enhance the second-order nonlinear optical effect. There is. However, there remain important unsolved issues in this regard. That is, in order to develop the second-order nonlinear optical effect, the crystal must be in a form without the center of inversion symmetry.

【0007】ところが、分子内に大きな双極子モーメン
トをもつ有機化合物は、結晶化する場合に互いの双極子
モーメントを打消し合うように配置する結果、分子とし
ては大きな二次の超分子分極率βを持ちながら、結晶あ
るいは分子集合体としては反転対称中心があるために二
次の非線形効果を示さないことがある。また、大きな分
子内の電荷移動を生じるため近紫外から可視域に電子遷
移吸収が存在し、光学材料として重要な透明性を損なう
ことにもつながる。現実に、このような性状の有機化合
物は非常に多い。
However, organic compounds having a large dipole moment in the molecule are arranged so as to cancel each other's dipole moments when crystallized, and as a result, the molecule has a large second-order supramolecular polarizability β. However, due to the center of inversion symmetry as a crystal or molecular assembly, it may not exhibit a quadratic nonlinear effect. Further, since a large intramolecular charge transfer occurs, electronic transition absorption exists in the near-ultraviolet to visible region, which leads to a loss of transparency, which is important as an optical material. Actually, there are many organic compounds having such properties.

【0008】したがって、二次の非線形光学効果を主眼
とする有機化合物系の材料を開発するに当たっては、透
明性を損なわずに分子として大きな超分子分極率βをも
ち、反転対称中心のない良質の結晶が容易に得られるよ
うな化合物を合成することが重要な課題となる。
Therefore, in developing an organic compound-based material which mainly focuses on the second-order nonlinear optical effect, the molecule has a large supramolecular polarizability β without impairing the transparency, and is of a good quality with no inversion symmetry center. It is an important subject to synthesize a compound that allows crystals to be easily obtained.

【0009】発明者らは、電子吸引性基と電子供与性基
を配する芳香族化合物における二次の超分子分極率βと
透明性との関係ならびに対称性の改質化について鋭意検
討を重ねた結果、ある種のN−アルキル−N′−(4−
ニトロフェニル)尿素誘導体は大きな二次の超分子分極
率βを持ち、結晶や分子集合体を形成した際に反転対称
中心を持たないこと、そのうえ近紫外から可視域におけ
る透明性を著しく改良し得る等の事実を解明して本発明
の開発に至ったものである。
The inventors of the present invention have earnestly studied the relationship between the secondary supramolecular polarizability β and the transparency and the modification of the symmetry in an aromatic compound having an electron-withdrawing group and an electron-donating group. As a result, certain N-alkyl-N '-(4-
Nitrophenyl) urea derivatives have a large second-order supramolecular polarizability β, have no inversion center of symmetry when forming crystals or molecular aggregates, and can significantly improve transparency in the near-UV to visible region. The present invention has been developed by elucidating the facts such as the above.

【0010】したがって本発明の目的は、可視域におけ
る透明性に優れ、二次の非線形光学効果が大きな反転対
称中心のない結晶性をもつ有機質の非線形光学材料を提
供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an organic nonlinear optical material having excellent transparency in the visible region and having crystallinity without a center of inversion symmetry having a large second-order nonlinear optical effect.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による非線形光学材料は、下記の化学式で表
されるN−アルキル−N′−(4−ニトロフェニル)尿
素誘導体からなることを構成上の特徴とする。
A non-linear optical material according to the present invention for achieving the above object comprises an N-alkyl-N '-(4-nitrophenyl) urea derivative represented by the following chemical formula. Is a structural feature.

【化1】但し、上式において、Rはアルキル基または重
水素置換されてアルキル基を指す。アルキル基として
は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プ
ロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、iso−
ブチル基もしくはtert−ブチル基が有効に機能す
る。
In the above formula, R represents an alkyl group or an alkyl group substituted with deuterium. Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, iso-
A butyl group or a tert-butyl group functions effectively.

【0012】本発明によるN−アルキル−N′−(4−
ニトロフェニル)尿素誘導体は、粉末状態でNd:YA
Gレーザー(λ=1064nm) を照射すると、著しく強い緑
色の第二高調波を発生する。とくに単結晶状態では、粉
末を かに越える強度の第二高調波を発生するものも存
在する。また、粉末状態で白色または乳白色、単結晶状
態では無色透明であり、カットオフ波長は大幅に短波長
側にシフトしている。
The N-alkyl-N '-(4-
The nitrophenyl) urea derivative is Nd: YA in powder form.
Irradiation with G laser (λ = 1064 nm) produces a remarkably strong second harmonic of green. Especially in the single crystal state, there are some that generate a second harmonic wave with an intensity exceeding that of powder. Further, the powder state is white or milky white, and the single crystal state is colorless and transparent, and the cutoff wavelength is significantly shifted to the short wavelength side.

【0013】なお、基本波が1〜1.2 μm の赤外光の場
合にはC−Hの伸縮振動の倍音吸収と重なって基本波が
吸収され、熱振動に転化することがある。したがって、
基本波の強度が強いときは結晶の温度が上昇して位相整
合条件が変わったり、出射光の角度が変動することがあ
るが、この現象は倍音吸収が大きいアルキル基の水素を
重水素で置換した化合物形態として吸収領域を長波長側
にずらすことにより有効に防止することができる。
In the case of infrared light having a fundamental wave of 1 to 1.2 μm, the fundamental wave may be absorbed by the harmonic absorption of the stretching vibration of C—H, and converted into thermal vibration. Therefore,
When the intensity of the fundamental wave is strong, the temperature of the crystal rises and the phase matching condition may change, or the angle of the emitted light may change, but this phenomenon occurs when the hydrogen of the alkyl group with large overtone absorption is replaced by deuterium. It is possible to effectively prevent it by shifting the absorption region to the long wavelength side as the compound form.

【0014】上記のN−アルキル−N′−(4−ニトロ
フェニル)尿素誘導体は、例えばニトロフエニルイソシ
アナートを酸(BF3 ・Et2O,HCl,AlCl3,R2Sn(OAc)2
ど) あるいは塩基(Et3N, ピリジン,AcONaなど) を触媒
として、Rに相当するアルキルアミンまたはその水溶液
を反応させることによって得ることができる。
In the above N-alkyl-N '-(4-nitrophenyl) urea derivative, for example, nitrophenyl isocyanate is converted into an acid (BF 3 .Et 2 O, HCl, AlCl 3 , R 2 Sn (OAc) 2 Or the like) or a base (Et 3 N, pyridine, AcONa, etc.) as a catalyst to react with an alkylamine corresponding to R or an aqueous solution thereof.

【0015】[0015]

【作用】本発明によれば、大きな双極子モーメントのた
め反転対称中心の結晶を形成する傾向の強い有機化合物
に尿素結合を導入することによって対称性を低下させ、
広い波長域において二次の非線形光学効果に対して活性
な材質に転化した新規物性の非線形光学材料が提供され
る。
According to the present invention, the symmetry is lowered by introducing a urea bond into an organic compound having a strong tendency to form a crystal of an inversion symmetry center due to a large dipole moment,
Provided is a novel nonlinear optical material having physical properties converted into a material which is active against a second-order nonlinear optical effect in a wide wavelength range.

【0016】一般に、結晶中で基本波と高調波の伝搬定
数が一致しないため、結晶状態での高調波発生は難し
い。これが一致することを位相整合といい、この位相整
合が取れないと高調波の発生を観測することはできな
い。ところが、本発明による化合物の結晶は広範囲に亘
って位相整合が可能となるため、高強度の第二高調波を
発生する非線形光学機能が発揮される。
Generally, since the propagation constants of the fundamental wave and the harmonics do not match in the crystal, it is difficult to generate the harmonics in the crystalline state. This matching is called phase matching. If this phase matching is not achieved, the generation of harmonics cannot be observed. However, since the crystal of the compound according to the present invention enables phase matching over a wide range, it exhibits a non-linear optical function of generating a second harmonic of high intensity.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

実施例1 4−ニトロフエニルイソシアナート8.0g(60m mol) およ
び触媒量のジラウリル酸n−ブチル錫(2m mol)をテトラ
ヒドロフランに溶解し、メチルアミン水溶液10g を加え
て50℃の水浴中で約4時間撹拌反応させた。反応終了
後、濃縮析出した反応物をヘキサンで洗浄し、減圧下で
50℃の温度で乾燥してN−メチル−N′−(4−ニトロ
フェニル)尿素を得た。得られたN−メチル−N′−
(4−ニトロフェニル)尿素の性状は、下記のとおりで
あった。 融 点:245±1℃(DSC 測定) 分子量:195(FD-MS 測定) 分析結果〔1H-NMR (溶媒重 DMSO)〕: δ 9.05,1H, 一重線,N-H 、 δ 8.10,2H, 二重線,Ar-H、 δ 7.60,2H, 二重線, Ar-H、 δ 6.20,1H, 一重線, N-H 、 δ 2.45,3H, 二重線, C-H3
Example 1 8.0 g (60 mmol) of 4-nitrophenyl isocyanate and a catalytic amount of n-butyltin dilaurate (2 mmol) were dissolved in tetrahydrofuran, 10 g of an aqueous solution of methylamine was added, and the solution was dissolved in a water bath at 50 ° C. The reaction was stirred for 4 hours. After completion of the reaction, the concentrated and precipitated reaction product was washed with hexane,
Drying at a temperature of 50 ° C. gave N-methyl-N ′-(4-nitrophenyl) urea. Obtained N-methyl-N'-
The properties of (4-nitrophenyl) urea were as follows. Melting point: 245 ± 1 ° C (DSC measurement) Molecular weight: 195 (FD-MS measurement) Analysis result [ 1 H-NMR (solvent weight DMSO)]: δ 9.05,1H, singlet, NH, δ 8.10,2H, two Heavy line, Ar-H, δ 7.60,2H, double line, Ar-H, δ 6.20,1H, single line, NH, δ 2.45,3H, double line, CH 3 ,

【0018】実施例2 アルキルアミン水溶液の種類を変えたほかは実施例1と
同一の条件を用いて、N−エチル−N′−(4−ニトロ
フェニル)尿素を得た。このものにつき実施例1と同様
にして測定した性状は、下記のとおりであった。 融 点:160±1℃ 分子量:209 分析結果: δ 9.00,1H, 一重線, N-H 、 δ 8.10,2H, 二重線, Ar-H、 δ 7.60,2H, 二重線, Ar-H、 δ 6.25,1H, 一重線, N-H 、 δ 3.15,2H, 五重線, C-H2、 δ 1.05,3H, 三重線, C-H3
Example 2 N-Ethyl-N '-(4-nitrophenyl) urea was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the kind of the alkylamine aqueous solution was changed. The properties of this product measured in the same manner as in Example 1 are as follows. Melting point: 160 ± 1 ℃ Molecular weight: 209 Analysis result: δ 9.00,1H, singlet, NH, δ 8.10,2H, doublet, Ar-H, δ 7.60,2H, doublet, Ar-H, δ 6.25,1H, singlet, NH, δ 3.15,2H, quintet, CH 2 , δ 1.05,3H, triplet, CH 3 ,

【0019】実施例3 アルキルアミン水溶液の種類を変えたほかは実施例1と
同一の条件を用いて、N−n−プロピル−N′−(4−
ニトロフェニル)尿素を得た。このものにつき実施例1
と同様にして測定した性状は、下記のとおりであった。 融 点:152±1℃ 分子量:223 分析結果: δ 8.96,1H, 一重線, N-H 、 δ 8.10,2H, 二重線,Ar-H、 δ 7.60,1H, 二重線, Ar-H、 δ 6.25,1H, 一重線, N-H 、 δ 3.00,2H, 四重線, C-H2、 δ 1.45,2H, 六重線, C-H2、 δ 0.85,3H, 三重線, C-H3
Example 3 Using the same conditions as in Example 1 except that the kind of the aqueous alkylamine solution was changed, Nn-propyl-N '-(4-
Nitrophenyl) urea was obtained. Example 1 for this
The properties measured in the same manner as above were as follows. Melting point: 152 ± 1 ° C Molecular weight: 223 Analysis result: δ 8.96,1H, singlet, NH, δ 8.10,2H, doublet, Ar-H, δ 7.60,1H, doublet, Ar-H, δ 6.25,1H, singlet, NH, δ 3.00,2H, quadruplet, CH 2 , δ 1.45,2H, sextuple, CH 2 , δ 0.85,3H, triplet, CH 3 ,

【0020】実施例4 アルキルアミン水溶液の種類を変えたほかは実施例1と
同一の条件を用いて、N−iso−プロピル−N′−
(4−ニトロフェニル)尿素を得た。このものにつき実
施例1と同様にして測定した性状は、下記のとおりであ
った。 融 点:190±1℃ 分子量:223 分析結果: δ 8.85,1H, 一重線, N-H 、 δ 8.10,2H, 二重線, Ar-H、 δ 7.60,2H、二重線, Ar-H、 δ 8.15,1H, 一重線, N-H 、 δ 3.60,1H, 八重線, C-H 、 δ 1.10,6H, 二重線, C-H3
Example 4 N-iso-propyl-N'- was used under the same conditions as in Example 1 except that the kind of the aqueous alkylamine solution was changed.
(4-Nitrophenyl) urea was obtained. The properties of this product measured in the same manner as in Example 1 are as follows. Melting point: 190 ± 1 ° C Molecular weight: 223 Analysis result: δ 8.85,1H, singlet, NH, δ 8.10,2H, doublet, Ar-H, δ 7.60,2H, doublet, Ar-H, δ 8.15,1H, singlet, NH, δ 3.60,1H, octet, CH, δ 1.10,6H, doublet, CH 3 ,

【0021】実施例5 アルキルアミン水溶液の種類を変えたほかは実施例1と
同一の条件を用いて、N−n−ブチル−N′−(4−ニ
トロフェニル)尿素を得た。このものにつき実施例1と
同様にして測定した性状は、下記のとおりであった。 融 点:150±1℃ 分子量:237 分析結果: δ 9.00,1H, 一重線, N-H 、 δ 8.10,2H, 二重線, Ar-H、 δ 7.60,2H, 二重線, Ar-H、 δ 6.25,1H, 一重線, N-H 、 δ 3.15,2H, 四重線, C-H2、 δ 1.45,2H, 五重線, C-H2、 δ 1.30,2H, 六重線, C-H2、 δ 0.90,3H, 三重線, C-H3
Example 5 Nn-butyl-N '-(4-nitrophenyl) urea was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the kind of the aqueous alkylamine solution was changed. The properties of this product measured in the same manner as in Example 1 are as follows. Melting point: 150 ± 1 ℃ Molecular weight: 237 Analysis result: δ 9.00,1H, singlet, NH, δ 8.10,2H, doublet, Ar-H, δ 7.60,2H, doublet, Ar-H, δ 6.25,1H, singlet, NH, δ 3.15,2H, quartet, CH 2, δ 1.45,2H, quint, CH 2, δ 1.30,2H, sextet, CH 2, δ 0.90,3H, Triple line, CH 3 ,

【0022】実施例6 アルキルアミン水溶液の種類を変えたほかは実施例1と
同一の条件を用いて、N−iso−ブチル−N′−(4
−ニトロフェニル)尿素を得た。このものにつき実施例
1と同様にして測定した性状は、下記のとおりであっ
た。 融 点:138±1℃ 分子量:237 分析結果: δ 9.00,1H, 一重線, N-H 、 δ 8.10,2H, 二重線, Ar-H、 δ 7.60,2H, 二重線, Ar-H、 δ 6.30,1H, 一重線, N-H 、 δ 3.05,2H, 三重線, C-H2、 δ 1.75,1H, 九重線, C-H 、 δ 0.90,6H, 二重線, C-H3
Example 6 N-iso-butyl-N '-(4 was prepared by using the same conditions as in Example 1 except that the kind of the alkylamine aqueous solution was changed.
-Nitrophenyl) urea was obtained. The properties of this product measured in the same manner as in Example 1 are as follows. Melting point: 138 ± 1 ° C Molecular weight: 237 Analysis result: δ 9.00,1H, singlet, NH, δ 8.10,2H, doublet, Ar-H, δ 7.60,2H, doublet, Ar-H, δ 6.30,1H, singlet, NH, δ 3.05,2H, triplet, CH 2 , δ 1.75,1H, ninefold, CH, δ 0.90,6H, doublet, CH 3 ,

【0023】実施例7 アルキルアミン水溶液の種類を変えたほかは実施例1と
同一の条件を用いて、N−sec−ブチル−N′−(4
−ニトロフェニル)尿素を得た。このものにつき実施例
1と同様にして測定した性状は、下記のとおりであっ
た。 融 点:138±1℃ 分子量:237 分析結果: δ 8.90,1H, 一重線, N-H 、 δ 8.10,2H, 二重線, Ar-H、 δ 7.60,2H, 二重線, Ar-H、 δ 6.15,1H, 一重線, N-H 、 δ 3.65,1H, 七重線, C-H 、 δ 1.45,2H, 五重線, C-H2、 δ 1.10,3H, 二重線, C-H3、 δ 0.90,3H, 三重線,C-H3
Example 7 Using the same conditions as in Example 1 except that the kind of the aqueous alkylamine solution was changed, N-sec-butyl-N '-(4
-Nitrophenyl) urea was obtained. The properties of this product measured in the same manner as in Example 1 are as follows. Melting point: 138 ± 1 ℃ Molecular weight: 237 Analysis result: δ 8.90,1H, singlet, NH, δ 8.10,2H, doublet, Ar-H, δ 7.60,2H, doublet, Ar-H, δ 6.15,1H, singlet, NH, δ 3.65,1H, septet, CH, δ 1.45,2H, quintet, CH 2 , δ 1.10,3H, doublet, CH 3 , δ 0.90,3H, triplet , CH 3 ,

【0024】実施例8 アルキルアミン水溶液の種類を変えたほかは実施例1と
同一の条件を用いて、N−tert−ブチル−N′−
(4−ニトロフェニル)尿素を得た。このものにつき実
施例1と同様にして測定した性状は、下記のとおりであ
った。 融 点:173±1℃ 分子量:237 分析結果: δ 8.85,1H, 一重線, N-H 、 δ 8.10,2H, 二重線, Ar-H、 δ 7.60,2H, 二重線, Ar-H、 δ 6.15,1H, 一重線, N-H 、 δ 1.30,9H, 一重線, C-H3
Example 8 N-tert-butyl-N'- was used under the same conditions as in Example 1 except that the kind of the aqueous alkylamine solution was changed.
(4-Nitrophenyl) urea was obtained. The properties of this product measured in the same manner as in Example 1 are as follows. Melting point: 173 ± 1 ° C Molecular weight: 237 Analysis result: δ 8.85,1H, singlet, NH, δ 8.10,2H, doublet, Ar-H, δ 7.60,2H, doublet, Ar-H, δ 6.15,1H, singlet, NH, δ 1.30,9H, singlet, CH 3 ,

【0025】次に、実施例1〜8の各非線形光学化合物
を粒径60〜100 μm に調製した試料をスライドガラスに
挟み、これにQスイッチ付Nd:YAGレーザーによる
10nsec のパルスを照射して試料から発生した第二高調
波(SHG) の強度を測定した。比較のために、2−メチル
−4−ニトロアニリン(MNA) の測定もおこなった (比較
例) 。その結果を、R基の種類、カットオフ波長と対比
させて表1に示した。なお、SHG強度は、尿素を1と
した際の相対強度比で表示した。
Next, a sample in which each of the nonlinear optical compounds of Examples 1 to 8 was prepared to have a particle size of 60 to 100 μm was sandwiched between glass slides, and this was subjected to Nd: YAG laser with a Q switch.
The intensity of the second harmonic (SHG) generated from the sample was measured by irradiating it with a 10 nsec pulse. For comparison, 2-methyl-4-nitroaniline (MNA) was also measured (comparative example). The results are shown in Table 1 in comparison with the type of R group and the cutoff wavelength. The SHG intensity is shown as a relative intensity ratio when urea is 1.

【0026】 [0026]

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のとおり、N−アルキル−N′−
(4−ニトロフェニル)尿素誘導体からなる本発明の非
線形光学材料は、カットオフ波長が短波長域に存在する
のも拘らず非常に大きな二次の超分子分極率βを有して
おり、またその結晶は反射対称中心がなく、分子が互い
に双極子モーメントを打ち消し合わずに有効に活かせる
ような良配向を呈しているため、高度のSHG強度を示
す。したがって、波長変換素子、光制御素子など非線形
光学効果を利用した各種の光機能素子として広汎な用途
への適用が期待できる。
As described above, N-alkyl-N'-
The nonlinear optical material of the present invention comprising a (4-nitrophenyl) urea derivative has a very large second-order supramolecular polarizability β even though the cutoff wavelength exists in the short wavelength region, and The crystal has no center of reflection symmetry, and the molecules have a good orientation so that they can effectively utilize each other without canceling out dipole moments, and thus exhibit a high SHG intensity. Therefore, it can be expected to be applied to a wide range of applications as various optical functional elements such as wavelength conversion elements and optical control elements that utilize nonlinear optical effects.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八月朔日 猛 東京都千代田区内幸町1丁目2番2号 住 友ベークライト株式会社内 (72)発明者 宮田 清蔵 東京都保谷市下保谷3丁目18番26号 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Sakuhi August Takeshi 1-2-2 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Sumitomo Bakelite Co., Ltd. (72) Inventor Kiyozo Miyata 3-18, Shimotoya, Hoya-shi, Tokyo No.26

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の化学式で表されるN−アルキル−
N′−(4−ニトロフェニル)尿素誘導体からなること
を特徴とする非線形光学材料。 【化1】 但し、上式において、Rはアルキル基または重水素置換
されたアルキル基を指すものとする。
1. An N-alkyl-represented by the following chemical formula:
A non-linear optical material comprising an N '-(4-nitrophenyl) urea derivative. [Chemical 1] However, in the above formula, R represents an alkyl group or a deuterium-substituted alkyl group.
【請求項2】 化学式中のRが、メチル基、エチル基、
n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、
sec−ブチル基、iso−ブチル基もしくはtert
−ブチル基である請求項1記載の非線形光学材料。
2. R in the chemical formula is a methyl group, an ethyl group,
n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group,
sec-butyl group, iso-butyl group or tert
-The non-linear optical material according to claim 1, which is a butyl group.
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