JPH0532587A - 新規芳香族化合物及び非線形光学材料 - Google Patents

新規芳香族化合物及び非線形光学材料

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JPH0532587A
JPH0532587A JP18994891A JP18994891A JPH0532587A JP H0532587 A JPH0532587 A JP H0532587A JP 18994891 A JP18994891 A JP 18994891A JP 18994891 A JP18994891 A JP 18994891A JP H0532587 A JPH0532587 A JP H0532587A
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JP
Japan
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nonlinear optical
aromatic compound
compound
formula
optical material
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JP18994891A
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Akiko Konishi
昭子 小西
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い非線形光学効果を示す新規な芳香族化合
物及び非線形光学材料を提供することである。 【構成】 下記一般式(I)で示される芳香族化合物及
びその化合物からなる非線形光学材料である。 【化1】 ただし、Arは置換又は無置換の芳香族基Rは直鎖また
は分岐したアルキル基を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は芳香族化合物、並びに電
気光学素子、波長変換素子、及び光スイッチング素子等
に有用な前記芳香族化合物からなる非線形光学材料に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、非線形光学効果−強いレーザー光
を物質に入射したとき、その相互作用によって入射光と
異なった成分を持つ出射光が得られる現象−を有する材
料が注目を集めている。かかる材料は、一般に非線形光
学材料として知られており、例えば次のものなどに詳し
く記載されている。“NonlinierOptica
l Properties of Organic a
nd Polymeric Materials”AC
S SYMPOSIUM SERIES 233,Da
vid J.Williamms編(American
Chemical Society,1983年
刊)、「有機非線形光学材料」加藤政雄、中西八郎監修
(シー・エム・シー、1983年刊)、「有機エレクト
ロニクス材料」谷口彬雄編集(サイエンスフォーラム社
1986年刊)。
【0003】非線形光学材料は、第二次高調波発生(以
下、SHGという)、第三次高調波発生(以下、THG
という)などの波長変換や、光スイッチ、位相共役波発
生などの能動的光素子に用いられる光学材料であり、将
来の光情報処理分野において、中核的役割を担う材料と
期待されている。
【0004】これまで、非線形光学材料としては、リン
酸二水素カリウム(KDP)、ニオブ酸リチウム(Li
NbO3)等の無機結晶が実用に供されており、また尿
素、4−ニトロアニリン(p−NA)、2−メチル−4
−ニトロアニリン(MNA)等の有機結晶も知られてい
る。アイ・イー・イー・イー・スペクトラム(IEEE
Spectrum)June(1981年)第26〜
3,3頁の記載によれば、一般的に有機結晶は、無機結
晶にくらべ非線形光学効果が大きく、SHG及びTHG
等の係数が10〜100倍程度であり、光応答速度も1
000倍程度短いとされており、光損傷に対するしきい
値も大きいことが認められている。またSHGは、偶数
次の非線形光学効果の特徴として対象中心をもつ単結晶
では発現しないことが知られている。
【0005】一般に非線形有機材料の場合は、分子1個
1個が非線形光学応答を示し、その分子超分極率:β
(molecurar hyperpolarizab
ility)の大きさに依存するが、4ーニトロアニリ
ン(pーNA)に代表されるように分子状態では高い二
次の非線形性能を示しても(すなわち大きなβを有して
いても)、結晶となったとき、分子配列に中心対称性が
あるため結晶状態ではまったく二次の非線形光学効果を
示さないものが多くみられる。また、このpーNAのオ
ルト位にメチル基を導入し、分子の性能(すなわち、β
の大きさ)を低下させずに結晶の対称性を崩すことに成
功したMNAは大きなSHGテンソルd11をもっている
が[B.F.Levine,et al,J.App
l.Phys.50,2523(1970)]、この成
分はSHGを効率よく取り出すための位相整合条件を有
効に利用するのは困難である。また、MNAは大きな単
結晶が得難くデバイスとして応用するためには問題点が
多い。
【0006】この他、高分子中に高性能分子を分散し、
電解によってポーリングする(特開昭61−18694
2)等の方法も考えられているが必ずしもよい結果は得
られていない。
【0007】一方、非線形有機材料の中で、光双安定な
ど光信号処理として期待されている三次の非線形光学効
果を示す材料の探索はさほどなされていない現状にあ
る。すなわち、三次の非線形光学性はすべての有機材料
が有する属性であるものの、光学素子として実用化の対
象と考えうる材料としては、ポリジアセチレン化合物が
あるに留まっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした事情
に鑑み、高い非線形光学効果を示す新規な芳香族化合物
及び非線形光学材料を提供することを目的とするもので
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため従来より研究を重ねてきたが、特定の
芳香族化合物を開発し、これを非線形光学材料として用
いることが有効であることを見出し、本発明に至った。
【0010】すなわち、本発明は、特許請求の範囲に記
載の構成を有する芳香族化合物及びそれからなる非線形
光学材料である。
【0011】本発明の上記一般式(1)において芳香族
基としては、フェニル基、ナフタレン、アントラセン、
ピレンなどの多環芳香族を、芳香族基の置換基として
は、置換アミノ基、ヒドロキシ基、置換又は無置換のア
ルコキシ基、置換又は無置換のアルキル基、置換又は無
置換のフェニル基、塩素あるいは臭素などのハロゲン原
子などを挙げることができる。
【0012】以下の表1に本発明の一般式(1)で表さ
れる芳香族化合物の具体例を示すが、本発明の範囲はこ
れらのみに限定されるものではない。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【表3】
【0016】
【表4】
【0017】
【表5】
【0018】
【表6】
【0019】
【表7】
【0020】
【表8】
【0021】
【表9】
【0022】
【表10】
【0023】
【表11】
【0024】
【表12】
【0025】
【表13】
【0026】
【表14】
【0027】
【表15】
【0028】
【表16】
【0029】
【表17】
【0030】
【表18】
【0031】
【表19】
【0032】これら一般式(I)の化合物は一般に下記
一般式(II)のアルデヒド類と Ar−CHO (II) (ただし、Arは置換又は無置換の芳香族基を示す) 下記一般式(III)のホスホネート類とを
【0033】
【化2】
【0034】(ただし、Rは直鎖又は分岐したアルキル
基を示す) 無水溶媒中、室温でwittig反応を用いて反応させ
ることにより得られる。使用される溶媒としてはジエチ
ルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等
のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール等のアルコ
ール類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、
N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類等がある。
又、触媒として用いられる塩基としてはナトリウムメト
キシド、ナトリウムエトキシド、あるいは第三級カリウ
ムブトキシドなどの金属アルコキシド、あるいは水素化
ナトリウム等が挙げられる。
【0035】なお一般式(II)の化合物と一般式(II
I)の化合物の反応モル比は化学量論量でよい。
【0036】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【0037】実施例1 化合物No.8[4−メトキシ−4’−(1−メチルヘ
プチル)オキシカルボニルスチルベン]の製造 市販のp−アニスアルデヒド2.050g(0.015
mol)及びジエトキシ{p−(1−メチルヘプチル)
オキシカルボニルベンジル}ホスホネート5.770g
(0.015mol)をN,N−ジメチルホルムアミド
20ml及び1,2−ジメトキシエタン50ml中に溶
解し、水素化ナトリウム0.8g(0.02mol)を
少量ずつ加え、室温で3時間反応を行う。反応終了後に
この中に氷水200ml及びトルエン200mlを加え
てよく撹拌し、分離したトルエン層を中性になるまで水
洗した。トルエン層は無水硫酸マグネシウムで乾燥した
後、トルエンを留去し、残渣に対し、トルエンを展開溶
媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィー処理を行
い、得られた粗製の目的物をエタノールから再結晶して
純粋な目的物1.99gを得た。
【0038】融点:106.2〜107.5℃ 又、このものの赤外吸収スペクトルを図2に示す。
【0039】実施例2〜16 前記一般式(II)で表わされる種々のアルデヒド類
と、前記一般式(III)で表わされる種々のホスホネ
ートを用い、実施例1と同じ方法で純粋な目的物を得
た。以上のようにして得られた化合物の融点及び元素分
析結果を表2に示す。
【0040】
【表20】
【0041】
【表21】
【0042】
【表22】
【0043】
【表23】
【0044】<使用例>前記化合物の非線形光学性能を
測定した。
【0045】代表的な二次非線形光学効果である第二次
高調波発生(SHG)の測定をS.K.Kurtzと
T.T.PerryがJ.Appl.Phys.39,
3798(1968)に発表した方法により行った。こ
の方法は測定したい化合物粉末に強いレーザー光を照射
し、発生するSHGの強度を基準材料に対して測定する
方法であり、おおよその二次の非線形性能を見積る事が
できる。
【0046】本発明者等は、光源として、高出力のN
d:YAGレーザー(250mJ/パルス、パルス幅〜
20ns)を利用した。(Nd:YAGレーザーの発振
波長は1.064μmであり、この光をSHG活性な材
料に照射すると532nmの緑色のSHGが得られる)
石英ガラスに充填したサンプルからのSHGはレーザー
光進行方向にたいし、前方と後方の両側に散乱して観測
されるので、前方と後方の両側でSHG強度を測定し
た。その結果を表3に示す。この時の検知器は光電子増
倍管であり、赤外吸収フィルターでレーザー光をカット
し、干渉フィルターによって532nmのSHGのみ取
りだした。
【0047】この時サンプルの粒径はふるいわけておら
ず、基準材料は平均粒径約100μmの尿素である。
【0048】
【表24】
【0049】表3より明らかなように本発明の化合物は
非線形光学材料として有効であり、例えば本材料を単結
晶化することで図1に示すようにSHG素子として使用
するものである。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の芳香族化
合物は新規な高性能非線形光学材料として有用なもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非線形光学材料を利用した、SHG素
子の一例を模式的に示す図。
【図2】実施例1で合成された光学活性4−メトキシ−
4’−(1−メチルヘプチル)オキシカルボニルスチル
ベンの赤外線吸収スペクトル図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザー 2 本発明の単結晶

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示される芳香族化合
    物。 【化1】 (ただし、Arは置換または無置換の芳香族基 Rは直鎖または分岐したアルキル基を示す。)
  2. 【請求項2】 上記請求項1の芳香族化合物からなるこ
    とを特徴とする非線形光学材料。
JP18994891A 1991-07-30 1991-07-30 新規芳香族化合物及び非線形光学材料 Pending JPH0532587A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2072494A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-24 Johnson & Johnson Consumer France SAS Cosmetic and pharmaceutical compositions
US7629375B2 (en) 2001-07-23 2009-12-08 Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. Cytoprotective compounds, pharmaceutical and cosmetic formulations, and methods
CN108473862A (zh) * 2015-11-16 2018-08-31 弗尔斯特博士研究院有限责任两合公司 用于检测空气中、溶液中以及来自擦拭样品的基于NOx的爆炸物的荧光染料膜

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