JPH0561081A - 有機非線型光学材料 - Google Patents
有機非線型光学材料Info
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- JPH0561081A JPH0561081A JP24851191A JP24851191A JPH0561081A JP H0561081 A JPH0561081 A JP H0561081A JP 24851191 A JP24851191 A JP 24851191A JP 24851191 A JP24851191 A JP 24851191A JP H0561081 A JPH0561081 A JP H0561081A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３次の非線型光学定数が大きく、非線型性有
機化合物が高分子に高濃度に均一に分散された有機非線
型光学材料を提供する。 【構成】 一般式 で表される化合物からなる有機非線型光学材料。（式
中、Ｒ1、Ｒ2は炭素数４〜１０の枝分れアルキル基であ
り、Ｒ3は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｘは−Ｏ
−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｃ（ＣＨ3）2−又は−ＣＨ＝
ＣＨ−であり、Ｙは −ＣＨ2−Ｃ（ＣＨ3）2−又は単結合であり、ｎは１〜
４の整数であり、ｍは０又は１であり、Ｚ-はＣｌ-、Ｂ
ｒ-、Ｉ-、 ＣＨ3ＳＯ4 - 及びＣｌＯ4 -から選ばれる陰イオンであ
る。)
機化合物が高分子に高濃度に均一に分散された有機非線
型光学材料を提供する。 【構成】 一般式 で表される化合物からなる有機非線型光学材料。（式
中、Ｒ1、Ｒ2は炭素数４〜１０の枝分れアルキル基であ
り、Ｒ3は炭素数１〜３のアルキル基であり、Ｘは−Ｏ
−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｃ（ＣＨ3）2−又は−ＣＨ＝
ＣＨ−であり、Ｙは −ＣＨ2−Ｃ（ＣＨ3）2−又は単結合であり、ｎは１〜
４の整数であり、ｍは０又は１であり、Ｚ-はＣｌ-、Ｂ
ｒ-、Ｉ-、 ＣＨ3ＳＯ4 - 及びＣｌＯ4 -から選ばれる陰イオンであ
る。)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機非線型光学材料に
関し、より詳しくは、光素子、光情報処理、光通信、光
計測、光集積回路など光エレクトロニクス分野等に好適
に利用することができる有機非線型光学材料に関する。
関し、より詳しくは、光素子、光情報処理、光通信、光
計測、光集積回路など光エレクトロニクス分野等に好適
に利用することができる有機非線型光学材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、非線型光学材料は、光の電場の
二乗あるいはそれ以上の累乗に比例する非線型応答を示
す材料である。２次の非線型効果としては、第二高調波
発生、光整流、光混合、光パラメトリック増幅、ポッケ
ルス効果、３次の非線型効果としては、第三高調波発
生、光カー効果、光強度に依存する屈折率の変化など様
々な効果が知られている。特に３次の非線型光学効果を
もつ材料を用いれば光双安定素子の開発が可能となるた
め、光コンピューターや光エレクトロニクスなどの実用
化において非常に重要な材料として注目されている。こ
のような高性能の光素子や光集積回路の開発には、大き
な３次の光学的非線型性を有し、かつその応答が高速で
ある物質が不可欠である。
二乗あるいはそれ以上の累乗に比例する非線型応答を示
す材料である。２次の非線型効果としては、第二高調波
発生、光整流、光混合、光パラメトリック増幅、ポッケ
ルス効果、３次の非線型効果としては、第三高調波発
生、光カー効果、光強度に依存する屈折率の変化など様
々な効果が知られている。特に３次の非線型光学効果を
もつ材料を用いれば光双安定素子の開発が可能となるた
め、光コンピューターや光エレクトロニクスなどの実用
化において非常に重要な材料として注目されている。こ
のような高性能の光素子や光集積回路の開発には、大き
な３次の光学的非線型性を有し、かつその応答が高速で
ある物質が不可欠である。
【０００３】従来、このような非線型光学材料として
は、主としてＫＤＰやＬｉＮｂＯ3等の無機強誘電体や
ＧａＡｓ、ＣｕＣｌ等の半導体が用いられてきた。しか
し、このような無機系の非線型光学材料は、非線型光学
特性において応答が遅いという重大な問題があるため、
光情報処理や光集積回路などへの応用が困難である。
は、主としてＫＤＰやＬｉＮｂＯ3等の無機強誘電体や
ＧａＡｓ、ＣｕＣｌ等の半導体が用いられてきた。しか
し、このような無機系の非線型光学材料は、非線型光学
特性において応答が遅いという重大な問題があるため、
光情報処理や光集積回路などへの応用が困難である。
【０００４】一方、近年に至って、有機系の非線型光学
材料が多数開発されてきている。これは、有機非線型光
学材料はπ電子に起因した非常に大きな非線型性を有し
ておりサブピコ秒という超高速応答が期待されるからで
ある。これまでの研究では、ポリジアセチレンの一種Ｐ
ＴＳ［２，４−ヘキサジイン−１，６−ビス−（ｐ−ト
ルエンスルホネート）］と呼ばれる物質が１０-8ｅｓｕ
という大きな３次の非線型性を有していることが知られ
ている。しかしながら、この物質を用いた光双安定性は
観測されておらず、更に大きな３次の非線型性を有する
物質の探求が精力的に進められている。一方、非線型光
学素子への応用を考えた場合には、材料の非線型光学特
性のみならず、素子化を行う際の材料の成形加工性の良
さや機械的強度等の厳しい条件が必要となってくる。特
に、無機物の場合はいずれも結晶として使用するため、
欠陥の少ない光学的に良質な結晶の作製やその加工の点
で非常に困難な問題が多く実用化には至っていない。
材料が多数開発されてきている。これは、有機非線型光
学材料はπ電子に起因した非常に大きな非線型性を有し
ておりサブピコ秒という超高速応答が期待されるからで
ある。これまでの研究では、ポリジアセチレンの一種Ｐ
ＴＳ［２，４−ヘキサジイン−１，６−ビス−（ｐ−ト
ルエンスルホネート）］と呼ばれる物質が１０-8ｅｓｕ
という大きな３次の非線型性を有していることが知られ
ている。しかしながら、この物質を用いた光双安定性は
観測されておらず、更に大きな３次の非線型性を有する
物質の探求が精力的に進められている。一方、非線型光
学素子への応用を考えた場合には、材料の非線型光学特
性のみならず、素子化を行う際の材料の成形加工性の良
さや機械的強度等の厳しい条件が必要となってくる。特
に、無機物の場合はいずれも結晶として使用するため、
欠陥の少ない光学的に良質な結晶の作製やその加工の点
で非常に困難な問題が多く実用化には至っていない。
【０００５】このような実際の素子化を考えた場合に
は、有機非線型光学材料の研究が始った頃から、無機物
と比較して有機非線型光学材料の成形加工性の良さが広
く認識され、大きな非線型性を有する共役有機化合物を
高分子に分散した材料が特に注目されて、主として２次
の非線型光学材料としての研究がなされてきた。また、
非線型性を有する共役有機化合物を高分子の主鎖あるい
は側鎖に直接結合させる試みもなされているが導入率が
低く十分な大きさの非線型性を得るには至っていない。
ところで、このような共役有機化合物を高分子に分散し
た材料では、一般に中心対称性があるために、２次の非
線型光学性は発現せず、３次の非線型光学材料として使
用する場合には望ましい。しかしながら、これまで３次
の非線型性の大きな共役有機化合物が見出されておら
ず、３次の非線型光学材料としての研究はあまりなされ
ていない。最近、特開平１−２１７３２８号公報、特開
平１−２１７３２９号公報には、イオン性色素をイオン
性高分子に分散した材料、特開平１−２３８６２９号公
報にはキサンテン色素やトリフェニルメタン系色素を高
分子に分散した材料が開示されているが、まだ非線型性
は不十分である。
は、有機非線型光学材料の研究が始った頃から、無機物
と比較して有機非線型光学材料の成形加工性の良さが広
く認識され、大きな非線型性を有する共役有機化合物を
高分子に分散した材料が特に注目されて、主として２次
の非線型光学材料としての研究がなされてきた。また、
非線型性を有する共役有機化合物を高分子の主鎖あるい
は側鎖に直接結合させる試みもなされているが導入率が
低く十分な大きさの非線型性を得るには至っていない。
ところで、このような共役有機化合物を高分子に分散し
た材料では、一般に中心対称性があるために、２次の非
線型光学性は発現せず、３次の非線型光学材料として使
用する場合には望ましい。しかしながら、これまで３次
の非線型性の大きな共役有機化合物が見出されておら
ず、３次の非線型光学材料としての研究はあまりなされ
ていない。最近、特開平１−２１７３２８号公報、特開
平１−２１７３２９号公報には、イオン性色素をイオン
性高分子に分散した材料、特開平１−２３８６２９号公
報にはキサンテン色素やトリフェニルメタン系色素を高
分子に分散した材料が開示されているが、まだ非線型性
は不十分である。
【０００６】ところで、非線型性を有する共役有機化合
物を高分子に分散させた材料を非線型光学材料として実
用化するには、大きな光学的非線型性を有する共役有機
化合物を高濃度かつ均一に高分子中に分散させることが
必要となる。しかしながら、一般的に、共役有機化合物
の濃度を増加させると、共役有機化合物の会合及び相分
離が起こってしまい、濃度を十分上げることは容易では
ない。共役有機化合物の会合が起こると吸収スペクトル
の幅が広がりかつ吸光度が濃度に比例して増大せず飽和
の現象を示す。このため、高濃度域では一般に３次の光
学的非線型性は高分子に分散させた分子数に相当する非
線型性を示さない。更に相分離が起こることにより、高
分子膜としての強度が弱くなり加工性が劣化し、かつ光
散乱源となり、光学特性の劣化という問題を引起こす。
また、特開平３−１１３２４号公報には３次の光学的非
線型性の大きな共役有機化合物が記載されているが、こ
れらは高分子に高濃度に均一分散させることができず、
高分子膜の非線型性は不十分である。
物を高分子に分散させた材料を非線型光学材料として実
用化するには、大きな光学的非線型性を有する共役有機
化合物を高濃度かつ均一に高分子中に分散させることが
必要となる。しかしながら、一般的に、共役有機化合物
の濃度を増加させると、共役有機化合物の会合及び相分
離が起こってしまい、濃度を十分上げることは容易では
ない。共役有機化合物の会合が起こると吸収スペクトル
の幅が広がりかつ吸光度が濃度に比例して増大せず飽和
の現象を示す。このため、高濃度域では一般に３次の光
学的非線型性は高分子に分散させた分子数に相当する非
線型性を示さない。更に相分離が起こることにより、高
分子膜としての強度が弱くなり加工性が劣化し、かつ光
散乱源となり、光学特性の劣化という問題を引起こす。
また、特開平３−１１３２４号公報には３次の光学的非
線型性の大きな共役有機化合物が記載されているが、こ
れらは高分子に高濃度に均一分散させることができず、
高分子膜の非線型性は不十分である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記事情に
基づいてなされたもので、その目的とするところは、３
次の非線型光学定数が大きく、かつ製造が容易な有機非
線型光学材料を提供することを目的とする。本発明はま
た、非線型性有機化合物が高分子中に高濃度に均一に分
散された非線型光学定数の大きい有機非線型光学材料を
提供することを目的とする。
基づいてなされたもので、その目的とするところは、３
次の非線型光学定数が大きく、かつ製造が容易な有機非
線型光学材料を提供することを目的とする。本発明はま
た、非線型性有機化合物が高分子中に高濃度に均一に分
散された非線型光学定数の大きい有機非線型光学材料を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、炭素−炭素二
重結合と窒素含有複素環と枝分れのアルキル基置換のア
ミノ基を有する特定な化合物を用いた有機非線型性光学
材料が前記目的を満足することを見出し、この知見に基
づいて本発明を完成するに至った。
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、炭素−炭素二
重結合と窒素含有複素環と枝分れのアルキル基置換のア
ミノ基を有する特定な化合物を用いた有機非線型性光学
材料が前記目的を満足することを見出し、この知見に基
づいて本発明を完成するに至った。
【０００９】すなわち、本発明は一般式
【化７】 で表される化合物からなることを特徴とする有機非線型
光学材料を提供するものである。（式中、Ｒ1、Ｒ2は炭
素数４〜１０の枝分れアルキル基であり、Ｒ3は炭素数
１〜３のアルキル基であり、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ
ｅ−、−Ｃ（ＣＨ3）2−又は−ＣＨ＝ＣＨ−であり、Ｙ
は
光学材料を提供するものである。（式中、Ｒ1、Ｒ2は炭
素数４〜１０の枝分れアルキル基であり、Ｒ3は炭素数
１〜３のアルキル基であり、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ
ｅ−、−Ｃ（ＣＨ3）2−又は−ＣＨ＝ＣＨ−であり、Ｙ
は
【化８】 −ＣＨ2−Ｃ（ＣＨ3）2−又は単結合であり、ｎは１〜
４の整数であり、ｍは０又は１であり、Ｚ-はＣｌ-、Ｂ
ｒ-、Ｉ-、
４の整数であり、ｍは０又は１であり、Ｚ-はＣｌ-、Ｂ
ｒ-、Ｉ-、
【化９】 ＣＨ3ＳＯ4 - 及びＣｌＯ4 -から選ばれる陰イオンであ
る。)
る。)
【００１０】本発明の有機非線型光学材料は３次の光学
的非線型性が大きく、高分子中に均一に高濃度に分散さ
せることができる。
的非線型性が大きく、高分子中に均一に高濃度に分散さ
せることができる。
【００１１】本発明はまた、前記一般式で表わされる化
合物を高分子中に分散させてなることを特徴とする有機
非線型光学材料を提供するものである。この有機非線型
光学材料は非線型性が大きく、かつ成形加工性に優れて
いる。
合物を高分子中に分散させてなることを特徴とする有機
非線型光学材料を提供するものである。この有機非線型
光学材料は非線型性が大きく、かつ成形加工性に優れて
いる。
【００１２】前記の一般式で表される化合物の具体例と
しては、次のような化合物を挙げることができる。
しては、次のような化合物を挙げることができる。
【００１３】
【化１０】 上記化合物は大きな３次の非線型光学定数を有してい
る。また、上記化合物は高分子中に分散させても、枝分
れアルキル基Ｒ1、Ｒ2の導入によって、分子の会合が起
こらないためχ(3)は濃度に比例して大きくなり、非線
型光学定数の大きい高分子膜を得ることができる。一般
式中のＲ1、Ｒ2としてはイソブチル基、２−エチルヘキ
シル基等が好ましい。Ｒ3としてはメチル基等が好まし
い。
る。また、上記化合物は高分子中に分散させても、枝分
れアルキル基Ｒ1、Ｒ2の導入によって、分子の会合が起
こらないためχ(3)は濃度に比例して大きくなり、非線
型光学定数の大きい高分子膜を得ることができる。一般
式中のＲ1、Ｒ2としてはイソブチル基、２−エチルヘキ
シル基等が好ましい。Ｒ3としてはメチル基等が好まし
い。
【００１４】上記化合物を分散させる高分子としては、
上記化合物と相溶性がよく、かつ光透過性がよいもので
あれば特に限定されないが、好ましくはポリメチルメタ
クリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ
カーボネート（ＰＣ）等が用いられる。上記化合物は高
分子中に通常１０-4〜１．１ｍｏｌ／ｌ、好ましくは１
０-2〜１０-1ｍｏｌ／ｌの濃度に分散させることが好ま
しい。
上記化合物と相溶性がよく、かつ光透過性がよいもので
あれば特に限定されないが、好ましくはポリメチルメタ
クリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ
カーボネート（ＰＣ）等が用いられる。上記化合物は高
分子中に通常１０-4〜１．１ｍｏｌ／ｌ、好ましくは１
０-2〜１０-1ｍｏｌ／ｌの濃度に分散させることが好ま
しい。
【００１５】ここで３次の非線型光学定数γの意義につ
いて若干の説明を加えると、一般に光が物質に入射する
と、光の電界Ｅによって分極が生じ、その関係は次式 Ｐ＝χ(1)Ｅ＋χ(2) Ｅ2 ＋χ(3) Ｅ3 ＋・・・ で表される。ここでχ(1) は感受率、χ(2) は２次の非
線型光学定数、χ(3) は３次の非線型光学定数である。
いて若干の説明を加えると、一般に光が物質に入射する
と、光の電界Ｅによって分極が生じ、その関係は次式 Ｐ＝χ(1)Ｅ＋χ(2) Ｅ2 ＋χ(3) Ｅ3 ＋・・・ で表される。ここでχ(1) は感受率、χ(2) は２次の非
線型光学定数、χ(3) は３次の非線型光学定数である。
【００１６】上記関係式は巨視的な分極と電界の関係式
であるが、分子１個に対しても同様な式が成り立つと考
えられる。つまり、有機分子の微視的分極μは次式で表
される。 μ＝μ0 ＋αＥ＋βＥ2 ＋γＥ3 ＋・・・ （式中、μ0 は永久双極子モーメント、Ｅは光による電
界、αは分極率、βは２次の非線型光学定数、γは３次
の非線型光学定数を示す。）
であるが、分子１個に対しても同様な式が成り立つと考
えられる。つまり、有機分子の微視的分極μは次式で表
される。 μ＝μ0 ＋αＥ＋βＥ2 ＋γＥ3 ＋・・・ （式中、μ0 は永久双極子モーメント、Ｅは光による電
界、αは分極率、βは２次の非線型光学定数、γは３次
の非線型光学定数を示す。）
【００１７】本発明においてγは縮退四光波混合（ＤＦ
ＷＭ）により測定した。ここでＤＦＷＭについて簡単に
説明すると、一般に、ＤＦＷＭは第１図に示したような
配置で行われる。ここでポンプ光Ｅf 、Ｅb の強度は等
しく、プローブ光Ｅp の強度より２〜３桁強くなってい
る。また、Ｅf 、Ｅb の進行方向は正反対であり、Ｅ
f 、Ｅb 、Ｅp が試料Ａ中で重なるように配置してあ
る。Ｅf 、Ｅ b 、Ｅp の波長は同じである。ここで、Ａ
が大きなχ(3)をもっていれば入射光によりＡ中に誘起
される３次の非線型分極Ｐ(3) によって、Ｅp と正反対
の方向へ進行する位相共役波Ｅpcが発生する（第１図の
破線）。この現象はＤＦＷＭと呼ばれている。
ＷＭ）により測定した。ここでＤＦＷＭについて簡単に
説明すると、一般に、ＤＦＷＭは第１図に示したような
配置で行われる。ここでポンプ光Ｅf 、Ｅb の強度は等
しく、プローブ光Ｅp の強度より２〜３桁強くなってい
る。また、Ｅf 、Ｅb の進行方向は正反対であり、Ｅ
f 、Ｅb 、Ｅp が試料Ａ中で重なるように配置してあ
る。Ｅf 、Ｅ b 、Ｅp の波長は同じである。ここで、Ａ
が大きなχ(3)をもっていれば入射光によりＡ中に誘起
される３次の非線型分極Ｐ(3) によって、Ｅp と正反対
の方向へ進行する位相共役波Ｅpcが発生する（第１図の
破線）。この現象はＤＦＷＭと呼ばれている。
【００１８】位相共役波の反射率Ｒpcを Ｒpc＝｜Ｅpc｜2 ／｜Ｅp ｜2で定義するとポンプ光強
度が弱く、Ｒpcが小さな領域では、 Ｒpc〜｜χ(3)｜2 （Ｅf Ｅb ）2 ｅｘｐ（−αＬ） ×〔１−ｅｘｐ（−αＬ）〕2 ／α2 で与えられることが知られている。 ただし、αはＡの吸収係数 ＬはＡの光路長 〔Caro, R.G.; Gower, M.C., IEEE J. Quantum Electr
on. QE-18 , 1376('82)〕 従って、Ｒpcとポンプ光強度を測定すれば、両者の関係
より試料Ａのχ(3)が求まる。
度が弱く、Ｒpcが小さな領域では、 Ｒpc〜｜χ(3)｜2 （Ｅf Ｅb ）2 ｅｘｐ（−αＬ） ×〔１−ｅｘｐ（−αＬ）〕2 ／α2 で与えられることが知られている。 ただし、αはＡの吸収係数 ＬはＡの光路長 〔Caro, R.G.; Gower, M.C., IEEE J. Quantum Electr
on. QE-18 , 1376('82)〕 従って、Ｒpcとポンプ光強度を測定すれば、両者の関係
より試料Ａのχ(3)が求まる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】（合成例） (a) ヨウ化２−（４−ジイソブチルアミノ−１，３−ブ
タジエニル）−３−メチルベンゾチアゾリウム［２ｉＢ
ｕＮＣ3ＢＴＺ］の合成
タジエニル）−３−メチルベンゾチアゾリウム［２ｉＢ
ｕＮＣ3ＢＴＺ］の合成
【化１１】 ヨウ化２−（４−アセトアニリド−１，３−ブタジエニ
ル）−３−メチルベンゾチアゾリウム１．０ｇ（２．２
ｍｍｏｌ）、ジイソブチルアミン０．３４ｇ（２．６ｍ
ｍｏｌ）をメタノール３０ｍｌに溶かし２時間還流し
た。溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフ法（シリ
カゲル／アセトン）によって精製した。流出物の溶媒を
留去した後、ジクロロメタンに溶かし、０．４５μｍの
ミリポアフィルターにて不溶物をろ別して、橙色アモル
ファス固体０．０７ｇ（７％）を得た。1 H-NMR (CDCl3,TMS):δ 1.03(12H,t,(CH3 )2CH-),1.9〜
2.3(2H,m,(CH3)2CH-),3.1〜3.5(4H,m,-CH2 N-),3.72（3
H,s,CH3 -N+),6.5〜8.2(8H,m,Ar-H及び-CH=).
ル）−３−メチルベンゾチアゾリウム１．０ｇ（２．２
ｍｍｏｌ）、ジイソブチルアミン０．３４ｇ（２．６ｍ
ｍｏｌ）をメタノール３０ｍｌに溶かし２時間還流し
た。溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフ法（シリ
カゲル／アセトン）によって精製した。流出物の溶媒を
留去した後、ジクロロメタンに溶かし、０．４５μｍの
ミリポアフィルターにて不溶物をろ別して、橙色アモル
ファス固体０．０７ｇ（７％）を得た。1 H-NMR (CDCl3,TMS):δ 1.03(12H,t,(CH3 )2CH-),1.9〜
2.3(2H,m,(CH3)2CH-),3.1〜3.5(4H,m,-CH2 N-),3.72（3
H,s,CH3 -N+),6.5〜8.2(8H,m,Ar-H及び-CH=).
【００２１】（b)ヨウ化２−（６−ジイソブチルアミノ
−１，３，５−ヘキサトリエニル）−３−メチルベンゾ
チアゾリウム［２ｉＢｕＮＣ5ＢＴＺ］の合成
−１，３，５−ヘキサトリエニル）−３−メチルベンゾ
チアゾリウム［２ｉＢｕＮＣ5ＢＴＺ］の合成
【化１２】 ヨウ化２−（６−アセトアニリド−１，３，５−ヘキサ
トリエニル）−３−メチルベンゾチアゾリウム１．０ｇ
（２．０ｍｍｏｌ）、ジイソブチルアミン０．３２ｇ
（２．４ｍｍｏｌ)を メタノール３ｍｌに溶かし、１時
間還流した。溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフ
法（シリカゲル／アセトン）によって精製した。流出物
の溶媒を留去した後、ジクロロメタンに溶かし、０．４
５μｍのミリポアフィルターにて不溶物をろ別して、深
青色アモルファス固体０．３ｇ（３１％）を得た。1 H-NMR(CDCl3,TMS):δ1.06(12H,d,(CH3 )2CH-),1.6〜2.3
(2H,m,(CH3)2CH-),3.1〜3.5(4H,m,-CH 2N-),3.76(3H,s,C
H3 -N+),5.7〜7.8(10H,m,Ar-H 及び-CH=).
トリエニル）−３−メチルベンゾチアゾリウム１．０ｇ
（２．０ｍｍｏｌ）、ジイソブチルアミン０．３２ｇ
（２．４ｍｍｏｌ)を メタノール３ｍｌに溶かし、１時
間還流した。溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフ
法（シリカゲル／アセトン）によって精製した。流出物
の溶媒を留去した後、ジクロロメタンに溶かし、０．４
５μｍのミリポアフィルターにて不溶物をろ別して、深
青色アモルファス固体０．３ｇ（３１％）を得た。1 H-NMR(CDCl3,TMS):δ1.06(12H,d,(CH3 )2CH-),1.6〜2.3
(2H,m,(CH3)2CH-),3.1〜3.5(4H,m,-CH 2N-),3.76(3H,s,C
H3 -N+),5.7〜7.8(10H,m,Ar-H 及び-CH=).
【００２２】(c)ヨウ化２−（４−ジイソブチルアミノ
−１，３−ブタジエニル）−３−メチルベンゾオキサゾ
リウム［２ｉＢｕＮＣ3ＢＯＺ］の合成
−１，３−ブタジエニル）−３−メチルベンゾオキサゾ
リウム［２ｉＢｕＮＣ3ＢＯＺ］の合成
【化１３】 ヨウ化２−（４−アセトアニリド−１，３−ブタジエニ
ル）−３−メチルベンゾオキサゾリウム１．０ｇ（２．
２ｍｍｏｌ）、ジイソブチルアミン０．３４ｇ（２．６
ｍｍｏｌ）をメタノール３０ｍｌに溶かし３時間還流し
た。溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフ法（シリ
カゲル／アセトン）によって精製した。流出物の溶媒を
留去した後、ジクロロメタンに溶かし、０．４５μｍの
ミリポアフィルターにて不溶物をろ別して、橙色アモル
ファス固体０．５４ｇ（５６％）を得た。1 H-NMR(CDCl3,TMS):δ1.00(12H,dd,(CH3 )2CH-),1.9〜2.
0(2H,m,(CH3)2CH-),3.29(4H,dd,-CH 2N-),3.83(3H,s,CH3
-N+),5.9〜6.4(4H,m,-CH=),7.31(4H,s,Ar-H)
ル）−３−メチルベンゾオキサゾリウム１．０ｇ（２．
２ｍｍｏｌ）、ジイソブチルアミン０．３４ｇ（２．６
ｍｍｏｌ）をメタノール３０ｍｌに溶かし３時間還流し
た。溶媒を留去した後、カラムクロマトグラフ法（シリ
カゲル／アセトン）によって精製した。流出物の溶媒を
留去した後、ジクロロメタンに溶かし、０．４５μｍの
ミリポアフィルターにて不溶物をろ別して、橙色アモル
ファス固体０．５４ｇ（５６％）を得た。1 H-NMR(CDCl3,TMS):δ1.00(12H,dd,(CH3 )2CH-),1.9〜2.
0(2H,m,(CH3)2CH-),3.29(4H,dd,-CH 2N-),3.83(3H,s,CH3
-N+),5.9〜6.4(4H,m,-CH=),7.31(4H,s,Ar-H)
【００２３】（ｄ）ヨウ化２−（６−ジイソブチルアミ
ノ−１，３，５−ヘキサトリエニル）−３−メチルベン
ゾオキサゾリウム［２ｉＢｕＮＣ5ＢＯＺ］の合成
ノ−１，３，５−ヘキサトリエニル）−３−メチルベン
ゾオキサゾリウム［２ｉＢｕＮＣ5ＢＯＺ］の合成
【化１４】
【００２４】ヨウ化２−（６−アセトアニリド−１，
３，５−ヘキサトリエニル）−３−メチルベンゾオキサ
ゾリウム１．０ｇ（２．０ｍｍｏｌ)、ジイソブチルア
ミン０．３２ｇ（２．４ｍｍｍｏｌ)をメタノール２０
ｍｌに溶かし、１時間還流した。溶媒を留去した後、カ
ラムクロマトグラフ法（シリカゲル／アセトン）によっ
て精製した。流出物の溶媒を留去した後、ジクロロメタ
ンに溶かし、０．４５μｍのミリポアフィルターにて不
溶物をろ別して、深青色アモルファス固体０．４５ｇ
（４８％）を得た。1 H-NMR(CDCl3,TMS):δ1.00(12H,d,(CH3 )2CH-),1.8〜2.2
(2H,m,(CH3)2CH-),3.0〜3.6(4H,m,-CH2 N-),3.78(3H,s，
CH3 -N+),6.8〜8.0(10H,m,Ar-H及び-CH=)
３，５−ヘキサトリエニル）−３−メチルベンゾオキサ
ゾリウム１．０ｇ（２．０ｍｍｏｌ)、ジイソブチルア
ミン０．３２ｇ（２．４ｍｍｍｏｌ)をメタノール２０
ｍｌに溶かし、１時間還流した。溶媒を留去した後、カ
ラムクロマトグラフ法（シリカゲル／アセトン）によっ
て精製した。流出物の溶媒を留去した後、ジクロロメタ
ンに溶かし、０．４５μｍのミリポアフィルターにて不
溶物をろ別して、深青色アモルファス固体０．４５ｇ
（４８％）を得た。1 H-NMR(CDCl3,TMS):δ1.00(12H,d,(CH3 )2CH-),1.8〜2.2
(2H,m,(CH3)2CH-),3.0〜3.6(4H,m,-CH2 N-),3.78(3H,s，
CH3 -N+),6.8〜8.0(10H,m,Ar-H及び-CH=)
【００２５】(e)ヨウ化２−[６−ビス（２−エチルヘキ
シル）アミノ−１，３，５−ヘキサトリエニル]−３−
メチルベンゾチアゾリウム［２ＥｈＮＣ5ＢＴＺ］の合
成
シル）アミノ−１，３，５−ヘキサトリエニル]−３−
メチルベンゾチアゾリウム［２ＥｈＮＣ5ＢＴＺ］の合
成
【化１５】
【００２６】ヨウ化２−（６−アセトアニリド−１，
３，５−ヘキサトリエニル）−３−メチルベンゾチアゾ
リウム１．０ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、ビス（２−エチル
ヘキシル）アミン０．６ｇ（２．４ｍｍｏｌ）をメタノ
ール２０ｍｌに溶かし１時間還流した。溶媒を留去した
後、カラムクロマトグラフ法（シリカゲル／アセトン）
によって精製した。流出物の溶媒を留去した後、ジクロ
ロメタンに溶かし、０．４５μｍのミリポアフィルター
にて不溶物をろ別して、深青色ペースト０．４３ｇ（３
６％）を得た。1 H-NMR(CDCl3,TMS):δ0.90(12H,bt,CH3 CH2-),1.25(18H,
m,-CH2 -及び-CH-)，3.30(4H,m,-CH2 N-),3.78(3H,s,CH3 -
N+),5.7〜8.0(10H,m,Ar-H及び-CH=).
３，５−ヘキサトリエニル）−３−メチルベンゾチアゾ
リウム１．０ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、ビス（２−エチル
ヘキシル）アミン０．６ｇ（２．４ｍｍｏｌ）をメタノ
ール２０ｍｌに溶かし１時間還流した。溶媒を留去した
後、カラムクロマトグラフ法（シリカゲル／アセトン）
によって精製した。流出物の溶媒を留去した後、ジクロ
ロメタンに溶かし、０．４５μｍのミリポアフィルター
にて不溶物をろ別して、深青色ペースト０．４３ｇ（３
６％）を得た。1 H-NMR(CDCl3,TMS):δ0.90(12H,bt,CH3 CH2-),1.25(18H,
m,-CH2 -及び-CH-)，3.30(4H,m,-CH2 N-),3.78(3H,s,CH3 -
N+),5.7〜8.0(10H,m,Ar-H及び-CH=).
【００２７】なお、（a),(b),(c),(d)で合成した化合物
は単独で、均一なアモルファス膜を作製することができ
る。
は単独で、均一なアモルファス膜を作製することができ
る。
【００２８】可視吸収スペクトルの測定（その１）
【００２９】［１］ジメチルスルホキシド溶液中 合成例で合成した化合物について、表１〜４に示す濃度
のジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ)溶液を調整し、５
０μｍ厚の石英製組み立てセルを用いて可視吸収スペク
トルを測定した。なお、可視吸収スペクトルの測定は次
の文献に従って行った。Ｃ．Ｎ．Ｒ．Ｒａｏ著、中川正
澄訳、「紫外・可視スペクトル」東京化学同人（１９７
９）．測定から得られた吸収スペクトルの半値全幅（Ｆ
ＷＨＭ）を表１〜４に示す。これらのＦＷＨＭのデータ
をまとめたものが図２である。
のジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ)溶液を調整し、５
０μｍ厚の石英製組み立てセルを用いて可視吸収スペク
トルを測定した。なお、可視吸収スペクトルの測定は次
の文献に従って行った。Ｃ．Ｎ．Ｒ．Ｒａｏ著、中川正
澄訳、「紫外・可視スペクトル」東京化学同人（１９７
９）．測定から得られた吸収スペクトルの半値全幅（Ｆ
ＷＨＭ）を表１〜４に示す。これらのＦＷＨＭのデータ
をまとめたものが図２である。
【００３０】
【表１】 ２ｉＢｕＮＣ5ＢＴＺのＤＭＳＯ中での可視吸収スペクトルデータ 試料／ｍｇ 溶媒／ｍｌ 濃度／ｍｏｌ・ｌ-1 ＦＷＨＭ／ｅＶ ─────────────────────────────────── （１）３．７ ５ １．５×１０-3 ０．１５ （２）（１）の溶液を1/2に薄めた ７．７×１０-4 ０．１５ （３）（２）の溶液を1/2に薄めた ３．８×１０-4 ０．１５ （４）（３）の溶液を1/2に薄めた １．９×１０-4 ０．１５ （５）（４）の溶液を1/2に薄めた ９．６×１０-5 ０．１５ （６）（５）の溶液を1/2に薄めた ４．８×１０-6 ０．１５ ───────────────────────────────────
【００３１】
【表２】 ２ｉＢｕＮＣ3ＢＴＺのＤＭＳＯ中での可視吸収スペクトルデータ 試料／ｍｇ 溶媒／ｍｌ 濃度／ｍｏｌ・ｌ-1 ＦＷＨＭ／ｅＶ ─────────────────────────────────── （１）２．１ ３ １．５×１０-3 ０．２０ （２）（１）の溶液を1/3に薄めた ５．０×１０-4 ０．２０ （３）（２）の溶液を1/3に薄めた １．７×１０-4 ０．１９ （４）（３）の溶液を1/3に薄めた ５．６×１０-5 ０．１９ ───────────────────────────────────
【００３２】
【表３】 ２ｉＢｕＮＣ5ＢＯＺのＤＭＳＯ中での可視吸収スペクトルデータ 試料／ｍｇ 溶媒／ｍｌ 濃度／ｍｏｌ・ｌ-1 ＦＷＨＭ／ｅＶ ─────────────────────────────────── （１）２．２ ２ ２．３×１０-3 ０．１７ （２）（１）の溶液を1/4に薄めた ５．８×１０-4 ０．１６ （３）（２）の溶液を1/4に薄めた １．４×１０-4 ０．１６ ───────────────────────────────────
【００３３】
【表４】 ２ｉＢｕＮＣ3ＢＯＺのＤＭＳＯ中での可視吸収スペクトルデータ 試料／ｍｇ 溶媒／ｍｌ 濃度／ｍｏｌ・ｌ-1 ＦＷＨＭ／ｅＶ ─────────────────────────────────── （１）２．０ ２ ２．３×１０-3 ０．２５ （２）（１）の溶液を1/3に薄めた ７．７×１０-4 ０．２５ （３）（２）の溶液を1/3に薄めた ２．６×１０-4 ０．２６ （４）（３）の溶液を1/3に薄めた ８．６×１０-5 ０．２３ ───────────────────────────────────
【００３４】［２］高分子キャスト膜 合成例で合成した化合物とポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）をクロロホルム中、表５〜７に示す濃度に
溶かし、キャスト膜を作製した。膜の作製は、調整した
溶液を３ｃｍ×４ｃｍのスライドグラス上に乗せ、シャ
ーレに入れて蓋をし、１晩放置することによって行っ
た。このようにして作製したキャスト膜について［１］
と同様の方法により可視吸収スペクトルを測定した。Ｆ
ＷＨＭのデータを表５〜７に示す。またこれらのＦＷＨ
Ｍのデータをまとめたものが図２である。
（ＰＭＭＡ）をクロロホルム中、表５〜７に示す濃度に
溶かし、キャスト膜を作製した。膜の作製は、調整した
溶液を３ｃｍ×４ｃｍのスライドグラス上に乗せ、シャ
ーレに入れて蓋をし、１晩放置することによって行っ
た。このようにして作製したキャスト膜について［１］
と同様の方法により可視吸収スペクトルを測定した。Ｆ
ＷＨＭのデータを表５〜７に示す。またこれらのＦＷＨ
Ｍのデータをまとめたものが図２である。
【００３５】
【表５】 ２ｉＢｕＮＣ5ＢＴＺのＰＭＭＡキャスト膜作製条件及び可視吸収スペクトルデ ータ 色素/mg ＰＭＭＡ/mg 溶媒/ml 膜中の色素濃度/mol・l-1 ＦＷＨＭ/eV ─────────────────────────────────── (1) １．３５ １．６５ １ ０．９３ ０．５０ (2) ０．７３ １．４７ １ ０．６８ ０．３５ (3) ０．４５ １．５２ １ ０．４８ ０．３０ (4) ０．９２ ８．０９ １ ０．２１ ０．２０ (5) ０．７２ ７０．０４ ２ ０．０２１ ０．１６ ───────────────────────────────────
【００３６】
【表６】 ２ｉＢｕＮＣ5ＢＯＺのＰＭＭＡキャスト膜作製条件及び可視吸収スペクトルデ ータ 色素/mg ＰＭＭＡ/mg 溶媒/ml 膜中の色素濃度/mol・l-1 ＦＷＨＭ/eV ─────────────────────────────────── (1) １．０２ １．３７ １ ０．９２ ０．４４ (2) １．３１ ９．６６ ２ ０．２６ ０．２６ (3) ０．６２ ７０．００ ２ ０．０１９ ０．１７ ───────────────────────────────────
【００３７】
【表７】 ２ｉＢｕＮＣ3ＢＯＺのＰＭＭＡキャスト膜作製条件及び可視吸収スペクトルデ ータ 色素/mg ＰＭＭＡ/mg 溶媒/ml 膜中の色素濃度/mol・l-1 ＦＷＨＭ/eV ─────────────────────────────────── (1) １．０６ １．０９ １ １．１ ０．４７ (2) ０．９８ ９．５８ １ ０．２１ ０．３３ (3) ０．６１ ５９．１５ ２ ０．０２３ ０．２６ (4) ０．４７ ４８２．９２ ５ ０．００２２ ０．２７ ───────────────────────────────────
【００３８】末端に枝分かれアルキル鎖を有する本発明
の化合物（色素）は０．１ｍｏｌ／ｌの高濃度まで吸収
スペクトルが変化しないことが図２からわかる。
の化合物（色素）は０．１ｍｏｌ／ｌの高濃度まで吸収
スペクトルが変化しないことが図２からわかる。
【００３９】また、２ｉＢｕＮＣ 5ＢＴＺ／ＰＭＭＡキ
ャスト膜の各種濃度における吸収スペクトルを図３に示
す。０．１ｍｏｌ／ｌ以下の濃度では、図中０．０２１
ｍｏｌ／ｌで示したものと同じスペクトルを示したが、
０．１ｍｏｌ／ｌを越える濃度では図３に示すように吸
収スペクトルが変化した。
ャスト膜の各種濃度における吸収スペクトルを図３に示
す。０．１ｍｏｌ／ｌ以下の濃度では、図中０．０２１
ｍｏｌ／ｌで示したものと同じスペクトルを示したが、
０．１ｍｏｌ／ｌを越える濃度では図３に示すように吸
収スペクトルが変化した。
【００４０】以下実施例及び比較例で用いた化合物（色
素）及びその略号を以下に示す。
素）及びその略号を以下に示す。
【化１６】
【００４１】可視吸収スペクトルの測定（その２） 末端にモルホリノ基を有する色素について同様に、ＤＭ
ＳＯに溶かし、１００μｍセル及び１ｍｍセルにおいて
可視吸光スペクトルを測定した。ＭｏｒＮＣ3ＢＯＺを
４．５×１０-5ｍｏｌ／ｌ〜１．１５×１０-2ｍｏｌ／
ｌ濃度でＤＭＳＯに溶かし、吸収スペクトルを測定し
た。４５０ｎｍにピークをもつ吸収帯の半値全幅（ＦＷ
ＨＭ）と極大吸光度（εmax）［４５０ｎｍ］を測定
し、表８に示す結果を得た。これをグラフ化したものを
図４に示す。
ＳＯに溶かし、１００μｍセル及び１ｍｍセルにおいて
可視吸光スペクトルを測定した。ＭｏｒＮＣ3ＢＯＺを
４．５×１０-5ｍｏｌ／ｌ〜１．１５×１０-2ｍｏｌ／
ｌ濃度でＤＭＳＯに溶かし、吸収スペクトルを測定し
た。４５０ｎｍにピークをもつ吸収帯の半値全幅（ＦＷ
ＨＭ）と極大吸光度（εmax）［４５０ｎｍ］を測定
し、表８に示す結果を得た。これをグラフ化したものを
図４に示す。
【００４２】
【表８】 ─────────────────────────────────── 濃度 ｍｏｌ／ｌ 極大吸光度 ｍｏｌ-1・ｌ・ｃｍ-1 半値全幅 ｍｅＶ ─────────────────────────────────── １．１５×１０-2 ８．２３×１０3 ６１７ ５．７６×１０-3 １．６１×１０4 ５１７ ２．８８×１０-3 ３．２５×１０4 ４３４ １．４４×１０-3 ５．７６×１０4 ３５０ ７．２０×１０-4 ８．６７×１０4 ２９７ ３．６０×１０-4 ９．９７×１０4 ２７２ １．８０×１０-4 ８．９５×１０4 ３５２ ９．００×１０-5 １．０４×１０ 5 ２５４ ４．５０×１０-5 ９．９７×１０4 ２５９ ───────────────────────────────────
【００４３】図４において、ＤＭＳＯ中のＭｏｒＣ3Ｂ
ＯＺの吸収スペクトルの半値全幅、極大吸光度は１０-3
ｍｏｌ／ｌ付近から既に会合に起因すると考えられる吸
光スペクトルの変化が認められる。
ＯＺの吸収スペクトルの半値全幅、極大吸光度は１０-3
ｍｏｌ／ｌ付近から既に会合に起因すると考えられる吸
光スペクトルの変化が認められる。
【００４４】このように、本発明の色素は従来の色素に
比べ、２桁高濃度まで色素の会合が起こらないという特
徴を示している。
比べ、２桁高濃度まで色素の会合が起こらないという特
徴を示している。
【００４５】低濃度（５×１０-4ｍｏｌ／ｌ）における
γについて 本発明の色素及び従来の色素の低濃度における１分子当
りの超分極率（γ）を表９に示す。色素をＤＭＳＯに溶
かした試料のγを測定波長５３２ｎｍで測定した。
γについて 本発明の色素及び従来の色素の低濃度における１分子当
りの超分極率（γ）を表９に示す。色素をＤＭＳＯに溶
かした試料のγを測定波長５３２ｎｍで測定した。
【００４６】
【表９】 ─────────────────────────────────── 化合物 γ／ｅｓｕ ─────────────────────────────────── 本発明の色素 ２ｉＢｕＮＣ3ＢＴＺ １．２×１０-30 ２ｉＢｕＮＣ5ＢＴＺ ４．０×１０-28 ２ｉＢｕＮＣ3ＢＯＺ １．０×１０-31 ２ｉＢｕＮＣ5ＢＯＺ １．９×１０-28 ２ＥｈＮＣ5ＢＴＺ ４．７×１０-28 ─────────────────────────────────── 従来の色素 ＭｏｒＮＣ3ＢＴＺ １．２×１０-30 ＭｏｒＮＣ5ＢＴＺ ４．１×１０-28 ＭｏｒＮＣ3ＢＯＺ １．０×１０-31 ＭｏｒＮＣ5ＢＯＺ １．９×１０-28 ───────────────────────────────────
【００４７】γの測定法は前述した縮退四光波混合によ
り求めた。試料はＤＭＳＯに溶かし、その濃度は５×１
０-4ｍｏｌ／ｌとした。
り求めた。試料はＤＭＳＯに溶かし、その濃度は５×１
０-4ｍｏｌ／ｌとした。
【００４８】実施例及び比較例に用いられる各化合物及
び高分子膜のχ(3)は次のようにして前記文献に記載さ
れた方法に準拠して測定した。以下測定法について具体
的に説明する。図５に光学機器の配置を示す。
び高分子膜のχ(3)は次のようにして前記文献に記載さ
れた方法に準拠して測定した。以下測定法について具体
的に説明する。図５に光学機器の配置を示す。
【００４９】試料としては、合成例で得られた化合物を
ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に５×１０-4ｍｏｌ
／ｌの濃度で溶かし石英セルに入れたもの、または合成
例で得られた化合物をＰＭＭＡにドープしてキャスト膜
にしたものを用い（１０）の位置に固定した。
ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）に５×１０-4ｍｏｌ
／ｌの濃度で溶かし石英セルに入れたもの、または合成
例で得られた化合物をＰＭＭＡにドープしてキャスト膜
にしたものを用い（１０）の位置に固定した。
【００５０】光源としてＱスイッチＹＡＧレーザ（１）
の第二高調波を用いた（λ〜５３２ｎｍ）。ポンプ光強
度は、第２高調波発生器（２）とハーフミラー（３）の
間にＮＤ（Neutral Density)フィルターを挿入すること
により１００ＫＷ／cm2〜１００ＭＷ／cm2まで変化させ
ることができる。
の第二高調波を用いた（λ〜５３２ｎｍ）。ポンプ光強
度は、第２高調波発生器（２）とハーフミラー（３）の
間にＮＤ（Neutral Density)フィルターを挿入すること
により１００ＫＷ／cm2〜１００ＭＷ／cm2まで変化させ
ることができる。
【００５１】光源（１）から照射されたポンプ光をハー
フミラー（３）で強度の同じ２つのビームに分け、その
一方は遅延ライン（９）、ミラー（４）、偏光子（７）
をへて試料（１０）へ入射させる。他方は、ミラー
（４）、ビームスプリッター（５）、遅延ライン
（９）、偏光子（６）をへて試料（１０）へ入射させ
る。それぞれ第１図のポンプ光Ｅ b 、Ｅf に相当する。
遅延ライン（９）を動かし、Ｅf、Ｅ bが試料（１０）に
同時に入射するようにした。プローブ光の強度｜Ｅp｜2
はフォトダイオード（１３）にて、発生した位相共役波
の強度｜Ｅpc｜2は、ハーフミラー（１１）、偏光子
（１２）をへて光電子増倍管（１４）にて測定した。
フミラー（３）で強度の同じ２つのビームに分け、その
一方は遅延ライン（９）、ミラー（４）、偏光子（７）
をへて試料（１０）へ入射させる。他方は、ミラー
（４）、ビームスプリッター（５）、遅延ライン
（９）、偏光子（６）をへて試料（１０）へ入射させ
る。それぞれ第１図のポンプ光Ｅ b 、Ｅf に相当する。
遅延ライン（９）を動かし、Ｅf、Ｅ bが試料（１０）に
同時に入射するようにした。プローブ光の強度｜Ｅp｜2
はフォトダイオード（１３）にて、発生した位相共役波
の強度｜Ｅpc｜2は、ハーフミラー（１１）、偏光子
（１２）をへて光電子増倍管（１４）にて測定した。
【００５２】なお、本測定では熱誘起回折格子の影響を
除くため、偏光子を用いて、各ビーム間の偏光方向を以
下のように設定した。
除くため、偏光子を用いて、各ビーム間の偏光方向を以
下のように設定した。
【００５３】Ｅf // Ｅb ⊥ Ｅp （Ｅpc // Ｅp ） //：平行、⊥：垂直
【００５４】基準物質としては、下記文献2)によりχ
(3) の値が知られているＣＳ2 を用いた。 ＣＳ2 χ(3) 〜１．６×１０-12esu（γ値に換算する
と3.１×１０-35esu） 文献2) Yariv, A., IEEE J. Quantum Electron.QE-14 , 650,('78) 比較としてＣＳ2のγは３．１×１０-35esuであった。
(3) の値が知られているＣＳ2 を用いた。 ＣＳ2 χ(3) 〜１．６×１０-12esu（γ値に換算する
と3.１×１０-35esu） 文献2) Yariv, A., IEEE J. Quantum Electron.QE-14 , 650,('78) 比較としてＣＳ2のγは３．１×１０-35esuであった。
【００５５】３次の光学的非線型性 について（ 高 濃 度 ：
１ ０ - 2 ｍ ｏ ｌ ／ ｌ 以 上 ） 実施例１ ＰＭＭＡ中に２ｉＢｕＮＣ5ＢＯＺを色素濃度が１．９
×１０-2ｍｏｌ／ｌとなるように溶解させた膜厚（ＤＥ
ＫＴＡＫ触針膜厚計にて測定）１０μｍのキャスト膜の
χ(3)を５３２ｎｍにおいて測定したところχ(3)＝７．
０×１０-9ｅｓｕであった。
１ ０ - 2 ｍ ｏ ｌ ／ ｌ 以 上 ） 実施例１ ＰＭＭＡ中に２ｉＢｕＮＣ5ＢＯＺを色素濃度が１．９
×１０-2ｍｏｌ／ｌとなるように溶解させた膜厚（ＤＥ
ＫＴＡＫ触針膜厚計にて測定）１０μｍのキャスト膜の
χ(3)を５３２ｎｍにおいて測定したところχ(3)＝７．
０×１０-9ｅｓｕであった。
【００５６】２ｉＢｕＮＣ5ＢＯＺのγ＝１．９×１０
-28ｅｓｕ（実測値、表９参照）を用いてキャスト膜の
χ(3)を計算すると、 χ(3) ＝Ｎｆγ ＝（６．０２×１０20×１．９×１０-2）×３．９×１．９×１０-28 ＝８．５×１０-9ｅｓｕ となる。したがって、このキャスト膜はキャスト膜中の
色素含有率に比例したχ ( 3)値を有することがわかっ
た。
-28ｅｓｕ（実測値、表９参照）を用いてキャスト膜の
χ(3)を計算すると、 χ(3) ＝Ｎｆγ ＝（６．０２×１０20×１．９×１０-2）×３．９×１．９×１０-28 ＝８．５×１０-9ｅｓｕ となる。したがって、このキャスト膜はキャスト膜中の
色素含有率に比例したχ ( 3)値を有することがわかっ
た。
【００５７】図２に示すように、このキャスト膜では１
０-1ｍｏｌ／ｌまで吸収スペクトルの変化は無視でき
る。したがって、１０-1ｍｏｌ／ｌのキャスト膜ではχ
(3)＝３．０×１０-8ｅｓｕを示すことが期待できる。
この値は現在知られているχ(3)の最大値であり、ＰＴ
Ｓの１０-8ｅｓｕに匹敵する大きさである。
０-1ｍｏｌ／ｌまで吸収スペクトルの変化は無視でき
る。したがって、１０-1ｍｏｌ／ｌのキャスト膜ではχ
(3)＝３．０×１０-8ｅｓｕを示すことが期待できる。
この値は現在知られているχ(3)の最大値であり、ＰＴ
Ｓの１０-8ｅｓｕに匹敵する大きさである。
【００５８】比較例１ ＰＭＭＡ中にＭｏｒＮＣ5ＢＯＺを色素濃度が１．９×
１０-2ｍｏｌ／ｌとなるように溶解させた膜厚（ＤＥＫ
ＴＡＫ触針膜厚計にて測定）１０μｍのキャスト膜のχ
(3)を５３２ｎｍにおいて測定したところχ(3)＝１．０
×１０-10ｅｓｕであった。このようにキャスト膜中の
色素含有率から推定されるχ(3)値（８．５×１０- 9ｅ
ｓｕ、実施例１）に比べ大幅に小さなχ(3)値しか得ら
れなかった。
１０-2ｍｏｌ／ｌとなるように溶解させた膜厚（ＤＥＫ
ＴＡＫ触針膜厚計にて測定）１０μｍのキャスト膜のχ
(3)を５３２ｎｍにおいて測定したところχ(3)＝１．０
×１０-10ｅｓｕであった。このようにキャスト膜中の
色素含有率から推定されるχ(3)値（８．５×１０- 9ｅ
ｓｕ、実施例１）に比べ大幅に小さなχ(3)値しか得ら
れなかった。
【００５９】
【発明の効果】本発明により３次の非線型光学定数の大
きい有機非線型光学材料が得られた。また、本発明によ
り非線型性を有する有機化合物が高分子中に分散された
３次の非線型光学定数が大きく、成形加工性に優れた非
線型光学材料が得られた。本発明の非線型光学材料は、
光素子、光情報処理、光通信、光計測、光集積回路等へ
の応用が可能である。
きい有機非線型光学材料が得られた。また、本発明によ
り非線型性を有する有機化合物が高分子中に分散された
３次の非線型光学定数が大きく、成形加工性に優れた非
線型光学材料が得られた。本発明の非線型光学材料は、
光素子、光情報処理、光通信、光計測、光集積回路等へ
の応用が可能である。
【図１】縮退四光波混合を説明するための説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の化合物を含む溶液、高分子膜の濃度と
吸収スペクトル半値全幅の関係を示すグラフである。
吸収スペクトル半値全幅の関係を示すグラフである。
【図３】２ｉＢｕＮＣ 5ＢＴＺ／ＰＭＭＡ キャスト膜
の各種濃度における吸収スペクトルを示すチャートであ
る。
の各種濃度における吸収スペクトルを示すチャートであ
る。
【図４】従来の化合物を含む溶液の濃度と吸収スペクト
ル半値全幅、極大吸光度の関係を示すグラフである。
ル半値全幅、極大吸光度の関係を示すグラフである。
【図５】χ(3) を測定するための装置の光学機器の配置
を示す説明図である。
を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 一般式 【化１】 で表される化合物からなることを特徴とする有機非線型
光学材料。（式中、Ｒ1、Ｒ2は炭素数４〜１０の枝分れ
アルキル基であり、Ｒ3は炭素数１〜３のアルキル基で
あり、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ−、−Ｃ（ＣＨ3）2
−又は−ＣＨ＝ＣＨ−であり、Ｙは 【化２】 −ＣＨ2−Ｃ（ＣＨ3）2−又は単結合であり、ｎは１〜
４の整数であり、ｍは０又は１であり、Ｚ-はＣｌ-、Ｂ
ｒ-、Ｉ-、 【化３】 ＣＨ3ＳＯ4 - 及びＣｌＯ4 -から選ばれる陰イオンであ
る。) - 【請求項２】 一般式 【化４】 で表される化合物を高分子中に分散してなることを特徴
とする有機非線型光学材料。（式中、Ｒ1、Ｒ2は炭素数
４〜１０の枝分れアルキル基であり、Ｒ3は炭素数１〜
３のアルキル基であり、Ｘは−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓｅ
−、−Ｃ（ＣＨ3）2−又は−ＣＨ＝ＣＨ−であり、Ｙは 【化５】 −ＣＨ2−Ｃ（ＣＨ3）2−又は単結合であり、ｎは１〜
４の整数であり、ｍは０又は１であり、Ｚ-はＣｌ-、Ｂ
ｒ-、Ｉ-、 【化６】 ＣＨ3ＳＯ4 - 及びＣｌＯ4 -から選ばれる陰イオンであ
る。)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24851191A JPH0561081A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 有機非線型光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24851191A JPH0561081A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 有機非線型光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0561081A true JPH0561081A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=17179275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24851191A Pending JPH0561081A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 有機非線型光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0561081A (ja) |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP24851191A patent/JPH0561081A/ja active Pending
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