JPH06110097A - 非線形光学材料組成物及びその製造方法 - Google Patents
非線形光学材料組成物及びその製造方法Info
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- JPH06110097A JPH06110097A JP26128192A JP26128192A JPH06110097A JP H06110097 A JPH06110097 A JP H06110097A JP 26128192 A JP26128192 A JP 26128192A JP 26128192 A JP26128192 A JP 26128192A JP H06110097 A JPH06110097 A JP H06110097A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】青色光透過性に優れた非線形光学材料を提供す
る。 【構成】下記一般式（Ｉ）で表わされる化合物あるいは
その酸付加物からなることを特徴とする非線形光学材
料。 一般式（Ｉ） 【化１】
る。 【構成】下記一般式（Ｉ）で表わされる化合物あるいは
その酸付加物からなることを特徴とする非線形光学材
料。 一般式（Ｉ） 【化１】
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は波長変換素子等非線形光
学効果を利用する各種素子に用いるに適した非線形光学
材料組成物及びその製造方法に関する。
学効果を利用する各種素子に用いるに適した非線形光学
材料組成物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、非線形光学材料−レーザー光のよ
うな強い光電界を与えたときに現われる、分極と電界と
の間の非線形性−を有した材料が注目を集めている。
うな強い光電界を与えたときに現われる、分極と電界と
の間の非線形性−を有した材料が注目を集めている。
【０００３】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。“ノンリニア・オプティカル・プロパティーズ
・オブ・オーガニック・アンド・ポリメリック・マテリ
アル”エー・シー・エス・シンポジウム・シリーズ２３
３ デビット・ジェイ・ウイリアムス編（アメリカ化学
協会１９８３年刊）「“Nonlinear Optical Properties
of Organic andPolymeric Material”ASC SYMPOSIUM S
ERIES ２３３ David J. Williams 編（American Chem
ical Society, １９８３年刊）」、「有機非線形光学
材料」加藤正雄、中西八郎監修（シー・エム・シー社、
１９８５年刊、“ノンリニア・オプティカル・プロパテ
ィーズ・オブ・オーガニック・モレキュールズ・アンド
・クリスタルズ”第１巻および第２巻、ディー・エス・
シュムラおよびジェイ・ジス編（アカデミック・プレス
社１９８７年刊）「“Nonlinear Optical Propertiesof
Organic Molecules and Crystals”vol １および２
D.S. Chemla and J.Zyss 編 (Academic Press 社
刊）。
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。“ノンリニア・オプティカル・プロパティーズ
・オブ・オーガニック・アンド・ポリメリック・マテリ
アル”エー・シー・エス・シンポジウム・シリーズ２３
３ デビット・ジェイ・ウイリアムス編（アメリカ化学
協会１９８３年刊）「“Nonlinear Optical Properties
of Organic andPolymeric Material”ASC SYMPOSIUM S
ERIES ２３３ David J. Williams 編（American Chem
ical Society, １９８３年刊）」、「有機非線形光学
材料」加藤正雄、中西八郎監修（シー・エム・シー社、
１９８５年刊、“ノンリニア・オプティカル・プロパテ
ィーズ・オブ・オーガニック・モレキュールズ・アンド
・クリスタルズ”第１巻および第２巻、ディー・エス・
シュムラおよびジェイ・ジス編（アカデミック・プレス
社１９８７年刊）「“Nonlinear Optical Propertiesof
Organic Molecules and Crystals”vol １および２
D.S. Chemla and J.Zyss 編 (Academic Press 社
刊）。
【０００４】非線形光学材料の用途の１つに、２次の非
線形効果に基づいた第２高調波発生（ＳＨＧ）および和
周波、差周波を用いた波長変換デバイスがある。これま
で実用上用いられているものは、ニオブ酸リチウムに代
表される無機質のペロブスカイト類である。しかし最近
になり、電子供与基および電子吸引基を有するπ電子共
役系有機化合物は前述の無機質を大きく上回る、非線形
光学材料としての諸性能を有していることが知られるよ
うになった。
線形効果に基づいた第２高調波発生（ＳＨＧ）および和
周波、差周波を用いた波長変換デバイスがある。これま
で実用上用いられているものは、ニオブ酸リチウムに代
表される無機質のペロブスカイト類である。しかし最近
になり、電子供与基および電子吸引基を有するπ電子共
役系有機化合物は前述の無機質を大きく上回る、非線形
光学材料としての諸性能を有していることが知られるよ
うになった。
【０００５】より高性能の非線形光学材料の形成には、
分子状態での非線形感受率の高い化合物を、反転対称性
を生じない様に配列させる必要がある。このうちの一つ
である高い非線形感受率の発現にはπ電子共役鎖の長い
化合物が有用であることが知られており、前述の文献に
も種々記載されているが、それらの化合物においては自
明の如く吸収極大波長が長波長化し、例えば青色光の透
過率の低下を招き、第二高調波としての青色光の発生に
障害となる。このことは、ｐ−ニトロアニリン誘導体に
おいても生じており、第二高調波発生の効率にその波長
の透過率の影響が大きいことは、アライン・アゼマ他
著、プロシーディングス・オブ・エスピーアイイ、４０
０巻、ニュー・オプティカル・マテリアルズ (Alain Az
ema 他著、Proceedings of SPIE 、４００巻、Now Opti
eal Materials)、（１９８３）１８６頁第４図より明ら
かである。
分子状態での非線形感受率の高い化合物を、反転対称性
を生じない様に配列させる必要がある。このうちの一つ
である高い非線形感受率の発現にはπ電子共役鎖の長い
化合物が有用であることが知られており、前述の文献に
も種々記載されているが、それらの化合物においては自
明の如く吸収極大波長が長波長化し、例えば青色光の透
過率の低下を招き、第二高調波としての青色光の発生に
障害となる。このことは、ｐ−ニトロアニリン誘導体に
おいても生じており、第二高調波発生の効率にその波長
の透過率の影響が大きいことは、アライン・アゼマ他
著、プロシーディングス・オブ・エスピーアイイ、４０
０巻、ニュー・オプティカル・マテリアルズ (Alain Az
ema 他著、Proceedings of SPIE 、４００巻、Now Opti
eal Materials)、（１９８３）１８６頁第４図より明ら
かである。
【０００６】従って青色光に対する透過率の高い非線形
光学材料の出現が望まれている。従来、ニトロアニリン
のベンゼン核の炭素原子を窒素原子などで置き換えるこ
とが検討されて来たが必ずしも満足のいく結果は得られ
ていない。また、本出願人はより優れた方法について、
特開昭６２−２１０４３０号および特開昭６２−２１０
４３２号公報にて開示した。
光学材料の出現が望まれている。従来、ニトロアニリン
のベンゼン核の炭素原子を窒素原子などで置き換えるこ
とが検討されて来たが必ずしも満足のいく結果は得られ
ていない。また、本出願人はより優れた方法について、
特開昭６２−２１０４３０号および特開昭６２−２１０
４３２号公報にて開示した。
【０００７】更に、特開昭６２−５９９３４号、特開昭
６３−２３１３６号、特開昭６３−２６６３８号、特公
昭６３−３１７６８号、特開昭６３−１６３８２７号、
特開昭６３−１４６０２５号、特開昭６３−８５５２６
号、特開昭６３−２３９４２７号、特開平１−１００５
２１号、特開昭６４−５６４２５号、特開平１−１０２
５２９号、特開平１−１０２５３０号、特開平１−２３
７６２５号、特開平１−２０７７２４号公報などに多く
の材料が開示されている。
６３−２３１３６号、特開昭６３−２６６３８号、特公
昭６３−３１７６８号、特開昭６３−１６３８２７号、
特開昭６３−１４６０２５号、特開昭６３−８５５２６
号、特開昭６３−２３９４２７号、特開平１−１００５
２１号、特開昭６４−５６４２５号、特開平１−１０２
５２９号、特開平１−１０２５３０号、特開平１−２３
７６２５号、特開平１−２０７７２４号公報などに多く
の材料が開示されている。
【０００８】しかしながら、先に述べたように２次の非
線形光学材料として有用であるためには、分子状態での
性能のみでは不十分であり、集合状態での分子配列に反
転対称性の無いことが必須である。しかるに現状では分
子配列を予想することは極めて困難であり、また全有機
化合物中での存在確率も高いものではない。
線形光学材料として有用であるためには、分子状態での
性能のみでは不十分であり、集合状態での分子配列に反
転対称性の無いことが必須である。しかるに現状では分
子配列を予想することは極めて困難であり、また全有機
化合物中での存在確率も高いものではない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の第一の
目的は、高い非線形応答性を示し、且つ青色光透過性に
優れた非線形光学材料を提供することにある。第二の目
的は非線形応答性のうち光波長の変換に関する応答性を
利用した方法を提供することにある。
目的は、高い非線形応答性を示し、且つ青色光透過性に
優れた非線形光学材料を提供することにある。第二の目
的は非線形応答性のうち光波長の変換に関する応答性を
利用した方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記の目的を
達成すべく、鋭意研究努力を重ねた結果、本発明の目的
は下記一般式（Ｉ）で表わされる化合物を２種以上から
なることを特徴とする非線形光学材料組成物によって達
成された。 一般式（Ｉ）
達成すべく、鋭意研究努力を重ねた結果、本発明の目的
は下記一般式（Ｉ）で表わされる化合物を２種以上から
なることを特徴とする非線形光学材料組成物によって達
成された。 一般式（Ｉ）
【００１１】
【化２】
【００１２】上記の酸付加物とは、一般式（Ｉ）の化合
物に有機酸（例えば、カルボン酸、スルホン酸など）、
または無機酸（例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸な
ど）が付加（通常 １分子）したものである。上記一般
式（Ｉ）で表わされる化合物は、水素原子の少なくとも
１つが、重水素置換されていてもよい。Ｚ1 によって形
成される５ないし６員芳香族環としては例えばチアゾー
ル類、オキサゾール類、イミダゾール類、ピリジン類、
ピリミジン類、ベンゼン類が挙げられ、これらは下記の
基で置換されていたり、縮環されていてもよい。前記ア
シル基としては、アセチル基、プロピオニル基などが挙
げられる。また、前記アルコキシカルボニル基としては
メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などが挙
げられる。
物に有機酸（例えば、カルボン酸、スルホン酸など）、
または無機酸（例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸な
ど）が付加（通常 １分子）したものである。上記一般
式（Ｉ）で表わされる化合物は、水素原子の少なくとも
１つが、重水素置換されていてもよい。Ｚ1 によって形
成される５ないし６員芳香族環としては例えばチアゾー
ル類、オキサゾール類、イミダゾール類、ピリジン類、
ピリミジン類、ベンゼン類が挙げられ、これらは下記の
基で置換されていたり、縮環されていてもよい。前記ア
シル基としては、アセチル基、プロピオニル基などが挙
げられる。また、前記アルコキシカルボニル基としては
メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などが挙
げられる。
【００１３】置換基としては例えばアルキル基、アリー
ル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ
基、アシルアミノ基、カルバモイル基、スルファモイル
基、アシルオキシ基、アルキルオキシカルボニル基、ア
リールオキシカルボニル基、アルキルオキシスルホニル
基、アリールオキシスルホニル基、アルキルチオ基、ア
リールチオ基、ヒドロキシ基、チオール基、カルボキシ
基、ウレイド基、シアノ基、アルキルスルホニル基、ア
リールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリー
ルスルフィニル基、ニトロ基などが挙げられる。
ル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ
基、アシルアミノ基、カルバモイル基、スルファモイル
基、アシルオキシ基、アルキルオキシカルボニル基、ア
リールオキシカルボニル基、アルキルオキシスルホニル
基、アリールオキシスルホニル基、アルキルチオ基、ア
リールチオ基、ヒドロキシ基、チオール基、カルボキシ
基、ウレイド基、シアノ基、アルキルスルホニル基、ア
リールスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アリー
ルスルフィニル基、ニトロ基などが挙げられる。
【００１４】前記アルキル基としては、例えばメチル
基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル
基、オクチル基、ｔ−オクチル基、デシル基、ヘキサデ
シル基、ドコシル基、２−ビトロキシエチル基、カルボ
キシメチル基、シアノメチル基、２−メトキシエチル
基、ベンジル基、２−フェニルエチル基、トリフルオロ
メチル基、３−（２−ベンゾイミダゾリル）プロピル基
などがあげられる。前記アリール基としてはフェニル
基、４−メチルフェニル基、３−メトキシフェニル基、
４−クロロフェニル基などが挙げられる。前記ハロゲン
原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原
子が挙げられる。アルコキシ基としては例えばメトキシ
基、ブトキシ基、２−メトキシエトキシ基、ベンジルオ
キシ基、２−フェニルエトキシ基などが挙げられる。ア
リールオキシ基としては、例えばフェノキシ基、４−ｔ
−ブチルフェノキシ基、４−クロロフェノキシ基などが
挙げられる。
基、エチル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル
基、オクチル基、ｔ−オクチル基、デシル基、ヘキサデ
シル基、ドコシル基、２−ビトロキシエチル基、カルボ
キシメチル基、シアノメチル基、２−メトキシエチル
基、ベンジル基、２−フェニルエチル基、トリフルオロ
メチル基、３−（２−ベンゾイミダゾリル）プロピル基
などがあげられる。前記アリール基としてはフェニル
基、４−メチルフェニル基、３−メトキシフェニル基、
４−クロロフェニル基などが挙げられる。前記ハロゲン
原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原
子が挙げられる。アルコキシ基としては例えばメトキシ
基、ブトキシ基、２−メトキシエトキシ基、ベンジルオ
キシ基、２−フェニルエトキシ基などが挙げられる。ア
リールオキシ基としては、例えばフェノキシ基、４−ｔ
−ブチルフェノキシ基、４−クロロフェノキシ基などが
挙げられる。
【００１５】アシルアミノ基としては例えばアセチルア
ミノ基、メタンスルホンアミノ基、ベンゾイルアミノ
基、４−メチルベンゼンスルホニルアミノ基などが挙げ
られる。カルバモイル基としては例えばカルバモイル
基、Ｎ−メチルカルバモイル基、Ｎ−エチルカルバモイ
ル基、Ｎ−フェニルカルバモイル基などが挙げられる。
スルファモイル基としては例えばスルファモイル基、Ｎ
−メチルスルファモイル基、Ｎ−フェニルスルファモイ
ル基などが挙げられる。アシルオキシ基としては例えば
アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオ
キシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基などが挙げられ
る。ウレイド基としては例えばメチルウレイド、エチル
ウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。
ミノ基、メタンスルホンアミノ基、ベンゾイルアミノ
基、４−メチルベンゼンスルホニルアミノ基などが挙げ
られる。カルバモイル基としては例えばカルバモイル
基、Ｎ−メチルカルバモイル基、Ｎ−エチルカルバモイ
ル基、Ｎ−フェニルカルバモイル基などが挙げられる。
スルファモイル基としては例えばスルファモイル基、Ｎ
−メチルスルファモイル基、Ｎ−フェニルスルファモイ
ル基などが挙げられる。アシルオキシ基としては例えば
アセチルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオ
キシ基、ベンゼンスルホニルオキシ基などが挙げられ
る。ウレイド基としては例えばメチルウレイド、エチル
ウレイド、フェニルウレイドなどが挙げられる。
【００１６】Ｚ2 によって形成されるピロール環として
は、例えばピロール、インドール、２−メチルインドー
ル、５−メトキシインドール、５−ヒドロキシインドー
ル、Ｌ−トリプトファンカルバゾール、３−カルボキシ
インドール、２−カルボキシピロール、２，５−ジメチ
ルピロールなどが挙げられる。イミダゾール環としては
例えば、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−
エチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２
−フェニルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾー
ル、２−エチル−４−メチルイミダゾール、Ｌ−ヒスチ
ジン、４，５−ジフェニルイミダゾール、２，４，５−
トリフェニルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、２−
メチルベンゾイミダゾール、２−メチル−５−クロロベ
ンゾイミダゾール、２−メチル−５，６−ジクロロベン
ゾイミダゾール、２−メチル−５−クロロ−６−シアノ
ベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾー
ルなどが挙げられる。
は、例えばピロール、インドール、２−メチルインドー
ル、５−メトキシインドール、５−ヒドロキシインドー
ル、Ｌ−トリプトファンカルバゾール、３−カルボキシ
インドール、２−カルボキシピロール、２，５−ジメチ
ルピロールなどが挙げられる。イミダゾール環としては
例えば、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−
エチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２
−フェニルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾー
ル、２−エチル−４−メチルイミダゾール、Ｌ−ヒスチ
ジン、４，５−ジフェニルイミダゾール、２，４，５−
トリフェニルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、２−
メチルベンゾイミダゾール、２−メチル−５−クロロベ
ンゾイミダゾール、２−メチル−５，６−ジクロロベン
ゾイミダゾール、２−メチル−５−クロロ−６−シアノ
ベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾー
ルなどが挙げられる。
【００１７】ピラゾール環としては例えばピラゾール、
３，５−ジメチルピラゾール、３，５−ジフェニルピラ
ゾール、４−ブロモ−３，５−ジメチルピラゾール、３
−アセチルアミノピラゾール、５−アセチルアミノピラ
ゾール、３−トリフルオロアセチルアミノピラゾール、
５−トリフルオロアセチルアミノピラゾール、３−メチ
ルピラゾール、４−メチルビラゾール、５−メチルピラ
ゾール、インダゾールなどが挙げられる。トリアゾール
環としては１，３，４−トリアゾール、１，２，４−ト
リアゾール、２−クロロ−１，３，４−トリアゾール、
２，５−ジメチル−１，３，４−トリアゾール、３，５
−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジ
クロロ−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジメチル
−１，２，４−トリアゾール、ベンゾトリアゾールなど
が挙げられる。テトラゾール環としては、例えばテトラ
ゾール、５−フェニルテトラゾールなどが挙げられる。
３，５−ジメチルピラゾール、３，５−ジフェニルピラ
ゾール、４−ブロモ−３，５−ジメチルピラゾール、３
−アセチルアミノピラゾール、５−アセチルアミノピラ
ゾール、３−トリフルオロアセチルアミノピラゾール、
５−トリフルオロアセチルアミノピラゾール、３−メチ
ルピラゾール、４−メチルビラゾール、５−メチルピラ
ゾール、インダゾールなどが挙げられる。トリアゾール
環としては１，３，４−トリアゾール、１，２，４−ト
リアゾール、２−クロロ−１，３，４−トリアゾール、
２，５−ジメチル−１，３，４−トリアゾール、３，５
−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジ
クロロ−１，２，４−トリアゾール、３，５−ジメチル
−１，２，４−トリアゾール、ベンゾトリアゾールなど
が挙げられる。テトラゾール環としては、例えばテトラ
ゾール、５−フェニルテトラゾールなどが挙げられる。
【００１８】またＺ2 で示される環には２量体となりう
る置換基（例えば−ｓ−）を有していてもよい。本発明
の化合物の混合比率は好ましくは１：９９〜９９：１、
更に好ましくは２０：８０〜８０：２０である。以下に
本発明に用いられる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られるものではない。
る置換基（例えば−ｓ−）を有していてもよい。本発明
の化合物の混合比率は好ましくは１：９９〜９９：１、
更に好ましくは２０：８０〜８０：２０である。以下に
本発明に用いられる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られるものではない。
【００１９】
【化３】
【００２０】
【化４】
【００２１】
【化５】
【００２２】
【化６】
【００２３】
【化７】
【００２４】
【化８】
【００２５】
【化９】
【００２６】
【化１０】
【００２７】
【化１１】
【００２８】
【化１２】
【００２９】
【化１３】
【００３０】
【化１４】
【００３１】これらの化合物は、置換ベンゼン部分と複
素環部分とをそれぞれ分けて合成した後にそれらを結合
させる方法、予め置換ベンゼン部分を有する複素環合成
原料を用いて、閉環反応を行う方法、或いは、複素環部
分の置換反応を利用する方法で合成することが可能であ
る。これらの方法に関しては、下記文献およびそれに引
用されている文献に詳細に記載されており、それらを参
照することにより、合成することが可能である。
素環部分とをそれぞれ分けて合成した後にそれらを結合
させる方法、予め置換ベンゼン部分を有する複素環合成
原料を用いて、閉環反応を行う方法、或いは、複素環部
分の置換反応を利用する方法で合成することが可能であ
る。これらの方法に関しては、下記文献およびそれに引
用されている文献に詳細に記載されており、それらを参
照することにより、合成することが可能である。
【００３２】コンプリヘンシブ・ヘテロサイクリック・
ケミストリー (ComprehensiveHeterocyclic Chemistry)
、エー・アール・カトリツキー(A. R. Katritzky) 、
シー・ダブリュー・リース (C. W. Rees) 編、第４巻３
１３〜３７６頁、第５巻１６７〜３０４頁、４５７〜４
９８頁、６６９〜８３８頁、パーガモン・プレス(Perga
mon Press)１９８４年刊。ヘテロサイクリック・コンパ
ウンズ（Heterocyclic Conpounds) 、アール・シー・エ
ルダーフィールド(R. C. Elderfield)編、第１巻（１９
５０年刊）の第６章２７７〜３４２頁、第５巻（１９５
７年刊）の第２章４５〜１６１頁及び第４章１９４〜２
９７頁、第７巻（１９６１年刊）の第５章３８４〜４６
１頁。
ケミストリー (ComprehensiveHeterocyclic Chemistry)
、エー・アール・カトリツキー(A. R. Katritzky) 、
シー・ダブリュー・リース (C. W. Rees) 編、第４巻３
１３〜３７６頁、第５巻１６７〜３０４頁、４５７〜４
９８頁、６６９〜８３８頁、パーガモン・プレス(Perga
mon Press)１９８４年刊。ヘテロサイクリック・コンパ
ウンズ（Heterocyclic Conpounds) 、アール・シー・エ
ルダーフィールド(R. C. Elderfield)編、第１巻（１９
５０年刊）の第６章２７７〜３４２頁、第５巻（１９５
７年刊）の第２章４５〜１６１頁及び第４章１９４〜２
９７頁、第７巻（１９６１年刊）の第５章３８４〜４６
１頁。
【００３３】後述の実施例より明らかなように、本発明
の非線形光学材料は、レーザー光の光波長変換用の材料
として特に有用なものである。しかしながら本発明の非
線形光学の用途は波長変換素子にかぎられるものではな
く、非線形光学効果を利用するものであればいかなる素
子にも使用可能である。本発明の非線形光学材料が用い
られうる素子の具体例として、波長変換素子以外に、光
双安定素子（光記憶素子、光パルス波形制御素子、光リ
ミター、微分増幅素子、光トランジスター、Ａ／Ｄ変換
素子、光論理素子、光マルチバイブレーター、光フリッ
プフロップ回路等）、光変調素子および位相共役光学素
子等が挙げられる。
の非線形光学材料は、レーザー光の光波長変換用の材料
として特に有用なものである。しかしながら本発明の非
線形光学の用途は波長変換素子にかぎられるものではな
く、非線形光学効果を利用するものであればいかなる素
子にも使用可能である。本発明の非線形光学材料が用い
られうる素子の具体例として、波長変換素子以外に、光
双安定素子（光記憶素子、光パルス波形制御素子、光リ
ミター、微分増幅素子、光トランジスター、Ａ／Ｄ変換
素子、光論理素子、光マルチバイブレーター、光フリッ
プフロップ回路等）、光変調素子および位相共役光学素
子等が挙げられる。
【００３４】基本波として用いるレーザ光源としては例
えば表１のものが挙げられる。なお、基本波の波長に関
しては材料の吸収による影響を除いては何ら制限されな
い。このことは、レーザ・アンド・オプトロニクス(Las
er & Optronics) ５９頁（１９８７年１１月刊）より明
らかである。
えば表１のものが挙げられる。なお、基本波の波長に関
しては材料の吸収による影響を除いては何ら制限されな
い。このことは、レーザ・アンド・オプトロニクス(Las
er & Optronics) ５９頁（１９８７年１１月刊）より明
らかである。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて詳しく説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１ 化合物７および化合物６４をモル比（化合物７：化合物
６４）＝２０：８０、４０：６０、５０：５０、６０：
４０、８０：２０の比率で混合しシャーレに入れ、ホッ
トプレート上で加熱溶融させ均一になるように攪拌後急
冷し固化させた。これをよく粉砕し、得られた組成物を
粉末法によりＳＨＧ効率の測定を行なった〔エス・ケー
・クルツ（S.K.Kurtz)、ティー・ティー・ペリー（T.T.
Perry)著、ジャーナル オブ アプライド フィジック
ス(J.Appl.Phys.)３９巻、３７９８頁（１９６８年
刊）〕。第１図に示した装置により測定を行った。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１ 化合物７および化合物６４をモル比（化合物７：化合物
６４）＝２０：８０、４０：６０、５０：５０、６０：
４０、８０：２０の比率で混合しシャーレに入れ、ホッ
トプレート上で加熱溶融させ均一になるように攪拌後急
冷し固化させた。これをよく粉砕し、得られた組成物を
粉末法によりＳＨＧ効率の測定を行なった〔エス・ケー
・クルツ（S.K.Kurtz)、ティー・ティー・ペリー（T.T.
Perry)著、ジャーナル オブ アプライド フィジック
ス(J.Appl.Phys.)３９巻、３７９８頁（１９６８年
刊）〕。第１図に示した装置により測定を行った。
【００３７】すなわち、測定は、パルスＹＡＧレーザー
光（λ＝１．０６４μｍ、ビーム径≒１mmφ、ピークパ
ワー≒１０Ｍｗ／cm2 ）を基本波に用い、第１図に示す
評価装置にて、その第２高調波の強度を測定した。測定
は、尿素の第２高調波の強度との相対比較で行った。ま
た強度が弱い場合には目視による観測を行った。特に、
基本波の２光子吸収による発光（おもに黄、赤の発光）
と第２高調波とを区別するために、分光器を入れ、第２
高調波のみを測定する様にした。さらに粉末法の測定
は、その物質の非線形法の有無を判断することが主目的
であり、その強度比は非線形法の大きさの、参考値であ
る。結果を表２に示した。
光（λ＝１．０６４μｍ、ビーム径≒１mmφ、ピークパ
ワー≒１０Ｍｗ／cm2 ）を基本波に用い、第１図に示す
評価装置にて、その第２高調波の強度を測定した。測定
は、尿素の第２高調波の強度との相対比較で行った。ま
た強度が弱い場合には目視による観測を行った。特に、
基本波の２光子吸収による発光（おもに黄、赤の発光）
と第２高調波とを区別するために、分光器を入れ、第２
高調波のみを測定する様にした。さらに粉末法の測定
は、その物質の非線形法の有無を判断することが主目的
であり、その強度比は非線形法の大きさの、参考値であ
る。結果を表２に示した。
【００３８】
【表２】
【００３９】モル比（化合物７：化合物６４）＝８０：
２０〜４０：６０においてＳＨＧが観測された。上記の
化合物単独ではＳＨＧが観測されないことから混合溶融
により、新たな組成物が形成され、この組成物が、ＳＨ
Ｇ活性を示す構造を有しているものと考えられる。この
組成物の構造については、現在のところ詳細は不明であ
るが、各々の分子が持っている双極子モーメントを打ち
消し合わない構造、即ち、非中心対称構造を有する固溶
体もしくは混晶あるいは共晶を形成しているものと考え
られる。また２種の分子が錯体もしくは分子化合物を形
成し、全体として中心対称のない構造をとっているとも
考えられる。
２０〜４０：６０においてＳＨＧが観測された。上記の
化合物単独ではＳＨＧが観測されないことから混合溶融
により、新たな組成物が形成され、この組成物が、ＳＨ
Ｇ活性を示す構造を有しているものと考えられる。この
組成物の構造については、現在のところ詳細は不明であ
るが、各々の分子が持っている双極子モーメントを打ち
消し合わない構造、即ち、非中心対称構造を有する固溶
体もしくは混晶あるいは共晶を形成しているものと考え
られる。また２種の分子が錯体もしくは分子化合物を形
成し、全体として中心対称のない構造をとっているとも
考えられる。
【００４０】またこの組成物の吸収端（４×１０-4mol/
リットルのエタノール溶液において透過率が９５％を示
す波長）は３５０nmであった。ＭＮＡの吸収端が４５８
nmであることから、本発明の組成物は青色光透過性に極
めて優れていることがわかる。
リットルのエタノール溶液において透過率が９５％を示
す波長）は３５０nmであった。ＭＮＡの吸収端が４５８
nmであることから、本発明の組成物は青色光透過性に極
めて優れていることがわかる。
【００４１】
【化１５】
【００４２】実施例２ 化合物６５および化合物６６をモル比（化合物６５：化
合物６６）＝２０：８０、４０：６０、５０：５０、６
０：４０、８０：２０の比率で混合し、シャーレに入
れ、ホットプレート上で加熱溶融させ、均一になるよう
に攪拌後、急冷し固化させた。これをよく粉砕し、得ら
れた組成物を粉末法によりＳＨＧ効率の測定を行った。
結果を表３に示した。
合物６６）＝２０：８０、４０：６０、５０：５０、６
０：４０、８０：２０の比率で混合し、シャーレに入
れ、ホットプレート上で加熱溶融させ、均一になるよう
に攪拌後、急冷し固化させた。これをよく粉砕し、得ら
れた組成物を粉末法によりＳＨＧ効率の測定を行った。
結果を表３に示した。
【００４３】
【表３】
【００４４】モル比（化合物６５：化合物６６）＝８
０：２０においてＳＨＧが観測された。上記の化合物単
独ではＳＨＧが観測されないことから、混合溶融により
新たな組成物が形成され、この組成物がＳＨＧ活性を示
す構造を有しているものと考えられる。
０：２０においてＳＨＧが観測された。上記の化合物単
独ではＳＨＧが観測されないことから、混合溶融により
新たな組成物が形成され、この組成物がＳＨＧ活性を示
す構造を有しているものと考えられる。
【００４５】また、この組成物の吸収端は３３０nmであ
った。従って、本発明の組成物は青色光透過性に極めて
優れていることがわかる。
った。従って、本発明の組成物は青色光透過性に極めて
優れていることがわかる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、従来ＳＨＧ不活性とさ
れる化合物でも、ＳＨＧ活性を示す組成物とすることが
可能であり、応用の範囲が飛躍的に拡大するものであ
る。また本発明の組成物は吸収端が短く、優れた青色用
ＳＨＧ素子となる。
れる化合物でも、ＳＨＧ活性を示す組成物とすることが
可能であり、応用の範囲が飛躍的に拡大するものであ
る。また本発明の組成物は吸収端が短く、優れた青色用
ＳＨＧ素子となる。
【００４７】更に、下記に示す方法により、波長変換素
子としての使用が可能である。 1. ファイバーのコア部分に上記化合物を単結晶化し、
クラッド材料としてガラスを用いた波長変換素子を作成
し、ＹＡＧレーザー光を入力しその第二高調波の発生が
可能である。さらに、他の方法として同様にして、導波
路型の波長変換素子を作成し、第二高調波の発生が可能
である。この時の位相整合方法には、チエレンコフ放射
方式を用いた。ただし、これらに限定されるだけでな
く、導波−導波の位相整合も可能である。波長変換波は
第二高調波に限定されるだけでなく、第三高調波、和お
よび差周波発生にも用いられる。
子としての使用が可能である。 1. ファイバーのコア部分に上記化合物を単結晶化し、
クラッド材料としてガラスを用いた波長変換素子を作成
し、ＹＡＧレーザー光を入力しその第二高調波の発生が
可能である。さらに、他の方法として同様にして、導波
路型の波長変換素子を作成し、第二高調波の発生が可能
である。この時の位相整合方法には、チエレンコフ放射
方式を用いた。ただし、これらに限定されるだけでな
く、導波−導波の位相整合も可能である。波長変換波は
第二高調波に限定されるだけでなく、第三高調波、和お
よび差周波発生にも用いられる。
【００４８】2. 次に上記化合物を単結晶化し、そこか
らバルクの単結晶を切り出し、ＹＡＧレーザー光を入力
しその第二高調波の発生が可能である。この時の位相整
合方法には角度位相整合を用いた。これらの、バルク単
結晶はレーザーのキャビティ外で用いられるだけでな
く、ＬＤ励起固体レーザー等の固体レーザーのキャビテ
ィ内で用いる事で、波長変換効率を高めることができ
る。さらには、外部共振器型のＬＤの共振器内に配置す
ることでも、波長変換効率を高めることが出来る。 以上の単結晶化には、ブリッジマン法、溶媒蒸発法等が
用いられる。波長変換波は第二高調波に限定されるだけ
でなく、第三高調波、和差周波発生にも用いられる。
らバルクの単結晶を切り出し、ＹＡＧレーザー光を入力
しその第二高調波の発生が可能である。この時の位相整
合方法には角度位相整合を用いた。これらの、バルク単
結晶はレーザーのキャビティ外で用いられるだけでな
く、ＬＤ励起固体レーザー等の固体レーザーのキャビテ
ィ内で用いる事で、波長変換効率を高めることができ
る。さらには、外部共振器型のＬＤの共振器内に配置す
ることでも、波長変換効率を高めることが出来る。 以上の単結晶化には、ブリッジマン法、溶媒蒸発法等が
用いられる。波長変換波は第二高調波に限定されるだけ
でなく、第三高調波、和差周波発生にも用いられる。
【図１】粉末法の測定装置を示す。
１ 粉末試料 ２ 基本波カットフィルター ３ 分光器 ４ フォトマル ５ アンプ ６ 波長１．０６４μｍ ７ ０．５３２μｍ
Claims (4)
- 【請求項１】 下記一般式（Ｉ）で表わされる化合物２
種以上からなることを特徴とする非線形光学材料組成
物。 一般式（Ｉ） 【化１】 - 【請求項２】 上記一般式（Ｉ）で表わされる化合物に
おいて、水素原子の少なくとも１つが、重水素置換され
ていることを特徴とする請求項(1) に記載の非線形光学
材料組成物。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の非線形光
学材料組成物の製造方法において、２種以上の化合物を
混合溶融し、組成物を形成することを特徴とする非線形
光学材料組成物の製造方法。 - 【請求項４】 レーザー光と非線形光学材料とを用いて
光波長の変換を行なう際に、非線形光学材料として請求
項(1) および(2) 記載の有機非線形光学材料組成物を用
いる光波長の変換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26128192A JPH06110097A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 非線形光学材料組成物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26128192A JPH06110097A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 非線形光学材料組成物及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06110097A true JPH06110097A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17359642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26128192A Pending JPH06110097A (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 非線形光学材料組成物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06110097A (ja) |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP26128192A patent/JPH06110097A/ja active Pending
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