JPH06202177A - 有機非線形光学材料及びこの材料を用いた波長変換素子 - Google Patents
有機非線形光学材料及びこの材料を用いた波長変換素子Info
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- JPH06202177A JPH06202177A JP35951292A JP35951292A JPH06202177A JP H06202177 A JPH06202177 A JP H06202177A JP 35951292 A JP35951292 A JP 35951292A JP 35951292 A JP35951292 A JP 35951292A JP H06202177 A JPH06202177 A JP H06202177A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電場配向した後の非線形活性の経時変化が小
さく、長期間経過しても高い非線形活性を保持できる有
機非線形光学材料及びこれを用いた波長変換素子の提
供。 【構成】 ポリスルフォンに、非線形光学活性を有する
有機化合物を分散したことを特徴とする有機非線形光学
材料。
さく、長期間経過しても高い非線形活性を保持できる有
機非線形光学材料及びこれを用いた波長変換素子の提
供。 【構成】 ポリスルフォンに、非線形光学活性を有する
有機化合物を分散したことを特徴とする有機非線形光学
材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光変調、光スイッチ、
光コンピュータ等に利用されるホスト−ゲスト型高分子
材料による非線形光学材料及びこの材料を用いた波長変
換素子に関する。
光コンピュータ等に利用されるホスト−ゲスト型高分子
材料による非線形光学材料及びこの材料を用いた波長変
換素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長変換素子などの非線形光学材料とし
てこれまでにニオブ酸リチウム、燐酸２水素カリウムな
どの無機非線形光学材料がすでに実用化されている。近
年、これらの無機材料に対し高い非線形性能をもつ有機
非線形光学材料が注目されている。この中でも特に、素
子作製が容易である電場配向高分子薄膜の研究が盛んに
行われている。これらは、非線形光学活性な分子を光学
的に透明な高分子に分散させた高分子材料などであり、
使用される高分子はホスト高分子、非線形活性分子はゲ
スト分子と言われ、ホスト−ゲスト型非線形光学材料と
呼ばれている。
てこれまでにニオブ酸リチウム、燐酸２水素カリウムな
どの無機非線形光学材料がすでに実用化されている。近
年、これらの無機材料に対し高い非線形性能をもつ有機
非線形光学材料が注目されている。この中でも特に、素
子作製が容易である電場配向高分子薄膜の研究が盛んに
行われている。これらは、非線形光学活性な分子を光学
的に透明な高分子に分散させた高分子材料などであり、
使用される高分子はホスト高分子、非線形活性分子はゲ
スト分子と言われ、ホスト−ゲスト型非線形光学材料と
呼ばれている。
【０００３】これらのホスト−ゲスト型非線形光学材料
ではホスト高分子中へゲスト分子が凝集せずに均一に分
散され、光学的に透明となることが要求される。非線形
光学材料とするためには、非線形活性分子が分散された
高分子材料を薄膜に形成し、この高分子材料のガラス転
移温度付近の温度で高電界を印加することにより非線形
活性な分子を強制的に配向させることが必要である。こ
の非線形光学材料はゲスト分子の持つ非線形感受率の大
きさを十分に利用できるため、作製直後の非線形活性の
大きさは無機材料のそれに比べても非常に大きい。
ではホスト高分子中へゲスト分子が凝集せずに均一に分
散され、光学的に透明となることが要求される。非線形
光学材料とするためには、非線形活性分子が分散された
高分子材料を薄膜に形成し、この高分子材料のガラス転
移温度付近の温度で高電界を印加することにより非線形
活性な分子を強制的に配向させることが必要である。こ
の非線形光学材料はゲスト分子の持つ非線形感受率の大
きさを十分に利用できるため、作製直後の非線形活性の
大きさは無機材料のそれに比べても非常に大きい。
【０００４】従来、この種の非線形光学材料としては、
例えば、ポリマー コミュニケーションズ、１９８９年
２月発行、第３０巻（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎｓ，１９８９，ｖｏｌ．３０，Ｆｅｂｕｒ
ｕａｒｙ）の第４０頁から第４３頁に、ホスト高分子で
あるポリカーボネート（ＰＣ）中にゲスト分子である４
−ジメチルアミノ−４′−ニトロスチルベン（ＤＡＮ
Ｓ）を分散させた非線形光学材料が報告され、また、ア
プライド フィジクス レター、１９８６年８月４日発
行、第４９巻第５号（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．
ｖｏｌ．４９（５），４ Ａｕｇｕｓｕｔ １９８６）
の第２４８頁から第２５０頁に、ホスト高分子であるポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）中にゲスト分子で
ある４−［Ｎ−エチル−Ｎ−（ヒドロキシエチル）］ア
ミノ−４′−ニトロアゾベンゼン（ＤＲ１）を分散させ
た非線形光学材料が報告されている。
例えば、ポリマー コミュニケーションズ、１９８９年
２月発行、第３０巻（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎｓ，１９８９，ｖｏｌ．３０，Ｆｅｂｕｒ
ｕａｒｙ）の第４０頁から第４３頁に、ホスト高分子で
あるポリカーボネート（ＰＣ）中にゲスト分子である４
−ジメチルアミノ−４′−ニトロスチルベン（ＤＡＮ
Ｓ）を分散させた非線形光学材料が報告され、また、ア
プライド フィジクス レター、１９８６年８月４日発
行、第４９巻第５号（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．
ｖｏｌ．４９（５），４ Ａｕｇｕｓｕｔ １９８６）
の第２４８頁から第２５０頁に、ホスト高分子であるポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）中にゲスト分子で
ある４−［Ｎ−エチル−Ｎ−（ヒドロキシエチル）］ア
ミノ−４′−ニトロアゾベンゼン（ＤＲ１）を分散させ
た非線形光学材料が報告されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の非
線形光学材料ではホスト高分子中にゲスト分子を高濃度
に分散できるという利点はあるが、時間が経過するに従
い非線形活性分子の配向が緩和し、非線形活性の大きさ
が時間とともに低下し完全に非線形活性がなくなってし
まうか或いは非常に小さくなるという欠点がある。これ
はゲスト分子を含んだ高分子材料のガラス転移温度が１
００℃程度と低く熱的に安定ではなく、室温付近でも熱
的な緩和が起こり、含まれるゲスト分子の配向が時間と
ともに減少するからである。
線形光学材料ではホスト高分子中にゲスト分子を高濃度
に分散できるという利点はあるが、時間が経過するに従
い非線形活性分子の配向が緩和し、非線形活性の大きさ
が時間とともに低下し完全に非線形活性がなくなってし
まうか或いは非常に小さくなるという欠点がある。これ
はゲスト分子を含んだ高分子材料のガラス転移温度が１
００℃程度と低く熱的に安定ではなく、室温付近でも熱
的な緩和が起こり、含まれるゲスト分子の配向が時間と
ともに減少するからである。
【０００６】本発明はこのような従来技術の問題を解決
することを目的とし、電場配向した後の非線形活性の経
時緩和が小さく、長時間経過しても高い非線形活性を保
持できるホスト−ゲスト型の有機非線形光学材料及びこ
の材料を用いた波長変換素子を提供することにある。
することを目的とし、電場配向した後の非線形活性の経
時緩和が小さく、長時間経過しても高い非線形活性を保
持できるホスト−ゲスト型の有機非線形光学材料及びこ
の材料を用いた波長変換素子を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明の非線形光学材料は、ポリスルフォン中に、非線形光
学活性を有する有機化合物を分散したことを特徴とす
る。以下本発明を詳しく説明する。ポリスルフォンは、
下記に示す様な構造式で表される。
明の非線形光学材料は、ポリスルフォン中に、非線形光
学活性を有する有機化合物を分散したことを特徴とす
る。以下本発明を詳しく説明する。ポリスルフォンは、
下記に示す様な構造式で表される。
【０００８】
【化１】
【０００９】式中ｎは２以上の自然数である。このポリ
スルフォンと、非線形活性なゲスト分子、例えばパラニ
トロアニリン（ｐ−ＮＡ）、２−メチル−４−ニトロア
ニリン（ＭＭＡ）、４−ジメチルアミノ−４′−ニトロ
スチルベン（ＤＡＮＳ）、４−［Ｎ−エチル−Ｎ−（ヒ
ドロキシエチル）］アミノ−４′−ニトロアゾベンゼン
（ＤＲ１）、４−［（４−アミノフェニル）アゾ］ニト
ロベンゼン（ＤＯ３）等とを有機溶媒に溶解させた溶液
を調製し、スピンコート法などにより基板上に薄膜を作
製する。この試料を例えば、一方が針状電極で他方が板
状電極である様な一対の電極間に固定し、このゲスト分
子を含んだ高分子材料のガラス転移温度付近の温度（例
えばガラス転移温度±２０℃以内）でこの電極間に高電
界を印加し、室温まで放冷後電界を除去する。この操作
によって、含まれる非線形活性分子が電界方向に配向
し、非線形光学効果を発現する有機非線形光学材料を得
ることが出来る。
スルフォンと、非線形活性なゲスト分子、例えばパラニ
トロアニリン（ｐ−ＮＡ）、２−メチル−４−ニトロア
ニリン（ＭＭＡ）、４−ジメチルアミノ−４′−ニトロ
スチルベン（ＤＡＮＳ）、４−［Ｎ−エチル−Ｎ−（ヒ
ドロキシエチル）］アミノ−４′−ニトロアゾベンゼン
（ＤＲ１）、４−［（４−アミノフェニル）アゾ］ニト
ロベンゼン（ＤＯ３）等とを有機溶媒に溶解させた溶液
を調製し、スピンコート法などにより基板上に薄膜を作
製する。この試料を例えば、一方が針状電極で他方が板
状電極である様な一対の電極間に固定し、このゲスト分
子を含んだ高分子材料のガラス転移温度付近の温度（例
えばガラス転移温度±２０℃以内）でこの電極間に高電
界を印加し、室温まで放冷後電界を除去する。この操作
によって、含まれる非線形活性分子が電界方向に配向
し、非線形光学効果を発現する有機非線形光学材料を得
ることが出来る。
【００１０】本発明の有機非線形光学材料では、非線形
光学材料材料中ゲスト分子を１〜２０ｗｔ．％含有され
ることが実用的に好ましい。その理由は、１ｗｔ．％未
満では、非線形活性があまり大きくならず、また２０ｗ
ｔ．％を超える透明性が失われやすくなるからである。
より好ましい含有量の範囲は、５〜１５ｗｔ．％であ
る。
光学材料材料中ゲスト分子を１〜２０ｗｔ．％含有され
ることが実用的に好ましい。その理由は、１ｗｔ．％未
満では、非線形活性があまり大きくならず、また２０ｗ
ｔ．％を超える透明性が失われやすくなるからである。
より好ましい含有量の範囲は、５〜１５ｗｔ．％であ
る。
【００１１】また、本発明の波長変換素子は、上記本発
明の有機非線形材料を用いたことを特徴とする。本発明
の波長変換素子としては、光導波路型の波長変換素子を
例示することができる。
明の有機非線形材料を用いたことを特徴とする。本発明
の波長変換素子としては、光導波路型の波長変換素子を
例示することができる。
【００１２】
【作用】ポリスルフォンをホスト高分子として用いたホ
スト−ゲスト型の有機非線形光学材料は、そのガラス転
移温度（純粋なポリスルフォンのガラス転移温度より若
干低くなる）が１６０℃以上と高く、熱的に安定である
ために材料の緩和が起こり難い。また、ホスト高分子中
の自由体積中に分散されているゲスト分子の運動は、前
記の自由体積が小さいと抑えられるが、本発明におい
て、ポリスルフォンはその自由体積が小さいと考えら
れ、ゲスト分子の運動が抑られていると考えられる。し
たがって、ポリスルフォンをホスト高分子としたホスト
−ゲスト型の有機非線形光学材料はゲスト分子の配向の
緩和が起こり難く、このため非線形活性が時間と共に低
下することなく、高い非線形活性を長時間にわたって保
持している。
スト−ゲスト型の有機非線形光学材料は、そのガラス転
移温度（純粋なポリスルフォンのガラス転移温度より若
干低くなる）が１６０℃以上と高く、熱的に安定である
ために材料の緩和が起こり難い。また、ホスト高分子中
の自由体積中に分散されているゲスト分子の運動は、前
記の自由体積が小さいと抑えられるが、本発明におい
て、ポリスルフォンはその自由体積が小さいと考えら
れ、ゲスト分子の運動が抑られていると考えられる。し
たがって、ポリスルフォンをホスト高分子としたホスト
−ゲスト型の有機非線形光学材料はゲスト分子の配向の
緩和が起こり難く、このため非線形活性が時間と共に低
下することなく、高い非線形活性を長時間にわたって保
持している。
【００１３】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいてさらに説明す
る。 （実施例１） ＜ゲスト分子の分散性の評価＞非線形活性分子として４
−［Ｎ−エチル−Ｎ−（ヒドロキシエチル）］アミノ−
４′−ニトロアゾベンゼン（以下「ＤＲ１」という。）
を用い、ホスト高分子としてポリスルフォン（以下「Ｐ
ＳＵ」という。）（平均分子量：６７０００）を用い、
形成される有機非線形光学材料中にＤＲ１が１〜１５ｗ
ｔ％含まれるよう配合、分散させてクロロホルム溶液を
調整した。このクロロホルム溶液からスピンコート法に
よってスライドガラス上に厚さ１μｍのフィルムを成膜
した。
る。 （実施例１） ＜ゲスト分子の分散性の評価＞非線形活性分子として４
−［Ｎ−エチル−Ｎ−（ヒドロキシエチル）］アミノ−
４′−ニトロアゾベンゼン（以下「ＤＲ１」という。）
を用い、ホスト高分子としてポリスルフォン（以下「Ｐ
ＳＵ」という。）（平均分子量：６７０００）を用い、
形成される有機非線形光学材料中にＤＲ１が１〜１５ｗ
ｔ％含まれるよう配合、分散させてクロロホルム溶液を
調整した。このクロロホルム溶液からスピンコート法に
よってスライドガラス上に厚さ１μｍのフィルムを成膜
した。
【００１４】また比較のため、ホスト高分子としてポリ
メチルメタクリレート（以下「ＰＭＭＡ」という。）
（平均分子量：９３３００）を用い、形成される有機非
線形光学材料中にＤＲ１が１〜１５ｗｔ％含まれるよう
に配合、分散させて、同様に厚さ１μｍのフィルムを成
膜した。これらのフィルムの吸収スペクトルを測定し、
その最大吸収波長（５００ｎｍ）での線吸収係数の濃度
依存を評価した。その結果を図１に示す。なお図中、黒
丸はＰＳＵをホスト高分子とした薄膜、白丸はＰＭＭＡ
をホスト高分子とした薄膜の結果を示す。この結果か
ら、ゲスト分子の濃度に比例して線吸収係数が増加して
おり、このことからＰＳＵはゲスト分子の分散性に優れ
たＰＭＭＡと同程度にゲスト分子がホスト高分子中で凝
集せずに均一に分散していることが分かった。
メチルメタクリレート（以下「ＰＭＭＡ」という。）
（平均分子量：９３３００）を用い、形成される有機非
線形光学材料中にＤＲ１が１〜１５ｗｔ％含まれるよう
に配合、分散させて、同様に厚さ１μｍのフィルムを成
膜した。これらのフィルムの吸収スペクトルを測定し、
その最大吸収波長（５００ｎｍ）での線吸収係数の濃度
依存を評価した。その結果を図１に示す。なお図中、黒
丸はＰＳＵをホスト高分子とした薄膜、白丸はＰＭＭＡ
をホスト高分子とした薄膜の結果を示す。この結果か
ら、ゲスト分子の濃度に比例して線吸収係数が増加して
おり、このことからＰＳＵはゲスト分子の分散性に優れ
たＰＭＭＡと同程度にゲスト分子がホスト高分子中で凝
集せずに均一に分散していることが分かった。
【００１５】＜非線形活性の経時的変化の評価＞次に５
ｗｔ％のＤＲ１をＰＳＵ中に分散させた高分子材料の厚
さ１μｍのフィルムをスライドガラス上に成膜し、以下
の方法でコロナ放電電極による電場配向を行った。図２
に、陽極にステンレス製の平板１を、陰極にタンタル製
の針２を用い、電極間隔３ｍｍとし、陰極側にフィルム
３を、陽極側にガラス４を向けて電極間に固定した。こ
れらを電気オーブン内に設置し、全体を前記高分子材料
のガラス転移温度の約１７０℃に加熱するとともに電極
間に１０ｋＶの電圧を印加し１時間放置した。この後、
電圧を印加したまま全体を室温まで冷却し、その後電圧
印加を停止した。
ｗｔ％のＤＲ１をＰＳＵ中に分散させた高分子材料の厚
さ１μｍのフィルムをスライドガラス上に成膜し、以下
の方法でコロナ放電電極による電場配向を行った。図２
に、陽極にステンレス製の平板１を、陰極にタンタル製
の針２を用い、電極間隔３ｍｍとし、陰極側にフィルム
３を、陽極側にガラス４を向けて電極間に固定した。こ
れらを電気オーブン内に設置し、全体を前記高分子材料
のガラス転移温度の約１７０℃に加熱するとともに電極
間に１０ｋＶの電圧を印加し１時間放置した。この後、
電圧を印加したまま全体を室温まで冷却し、その後電圧
印加を停止した。
【００１６】得られた電場配向膜の２次の非線形活性の
大きさをメーカーフリンジ測定によって評価した。入射
光にはパルスのチタンサファイアレーザーの８７０ｎｍ
の光を用い、発生した第２高調波（４３５ｎｍ）を光電
子倍増管で検出した。また標準試料としてＹ−カットの
結晶石英を用い、これに対する比の値としてフィルムの
２次の非線形感受率の値を算出した。その結果ＰＳＵに
ＤＲ１を５ｗｔ％分散させたフィルムは作製直後、２
６．４０ｐｍ／Ｖという値となった。
大きさをメーカーフリンジ測定によって評価した。入射
光にはパルスのチタンサファイアレーザーの８７０ｎｍ
の光を用い、発生した第２高調波（４３５ｎｍ）を光電
子倍増管で検出した。また標準試料としてＹ−カットの
結晶石英を用い、これに対する比の値としてフィルムの
２次の非線形感受率の値を算出した。その結果ＰＳＵに
ＤＲ１を５ｗｔ％分散させたフィルムは作製直後、２
６．４０ｐｍ／Ｖという値となった。
【００１７】このフィルムの非線形活性の経時変化を図
３中の黒丸に示す。この結果、５ｗｔ％のＤＲ１を分散
させたＰＳＵの電場配向膜は３００日以上経過しても１
５ｐｍ／Ｖ程度の高い非線形活性を保持していた。
３中の黒丸に示す。この結果、５ｗｔ％のＤＲ１を分散
させたＰＳＵの電場配向膜は３００日以上経過しても１
５ｐｍ／Ｖ程度の高い非線形活性を保持していた。
【００１８】一方、比較例として、上記と同様に５ｗｔ
％のＤＲ１をＰＭＭＡ中に分散させた高分子材料の厚さ
１μｍのフィルムをスライドガラス上に成膜した。この
試料を同様な電極間に固定し、それらを電気オーブン内
に設置して、全体をゲスト分子を含んだＰＭＭＡのガラ
ス転移温度の１００℃に加熱するとともに１０ｋＶの電
圧を印加し１時間放置した。この後、電圧を印加したま
ま全体を室温まで冷却し、電圧印加を停止した。
％のＤＲ１をＰＭＭＡ中に分散させた高分子材料の厚さ
１μｍのフィルムをスライドガラス上に成膜した。この
試料を同様な電極間に固定し、それらを電気オーブン内
に設置して、全体をゲスト分子を含んだＰＭＭＡのガラ
ス転移温度の１００℃に加熱するとともに１０ｋＶの電
圧を印加し１時間放置した。この後、電圧を印加したま
ま全体を室温まで冷却し、電圧印加を停止した。
【００１９】得られた電場配向膜の２次の非線形活性の
大きさを同様に評価したところ２７．１９ｐｍ／Ｖとい
う値となった。このフィルムの非線形活性の経時変化を
図３中の白丸に示す。その結果、３００日以上経過する
と７ｐｍ／Ｖ以下まで低下してしまった。
大きさを同様に評価したところ２７．１９ｐｍ／Ｖとい
う値となった。このフィルムの非線形活性の経時変化を
図３中の白丸に示す。その結果、３００日以上経過する
と７ｐｍ／Ｖ以下まで低下してしまった。
【００２０】（実施例２） ＜ゲスト分子の分散性の評価＞非線形活性分子として４
−ジメチルアミノ−４′−ニトロスチルベン（以下「Ｄ
ＡＮＳ」という。）を用い、実施例１と同様にしてＰＳ
ＵおよびＰＭＭＡに対するゲスト分子の分散性を評価し
た。この結果、ＰＳＵはゲスト分子の分散性に優れたＰ
ＭＭＡと同程度にゲスト分子がホスト高分子中で凝集せ
ずに均一に分散していることが分かった。
−ジメチルアミノ−４′−ニトロスチルベン（以下「Ｄ
ＡＮＳ」という。）を用い、実施例１と同様にしてＰＳ
ＵおよびＰＭＭＡに対するゲスト分子の分散性を評価し
た。この結果、ＰＳＵはゲスト分子の分散性に優れたＰ
ＭＭＡと同程度にゲスト分子がホスト高分子中で凝集せ
ずに均一に分散していることが分かった。
【００２１】＜非線形活性の経時的変化の評価＞また実
施例１と同様に５ｗｔ％のＤＡＮＳを分散させたＰＳＵ
および比較例のＰＭＭＡのそれぞれの電場配向膜を作成
し、非線形活性の経時変化を評価した。その結果を図４
に示す。図中、黒丸はＰＳＵを、白丸はＰＭＭＡをそれ
ぞれにホスト高分子に用いた図である。５ｗｔ％のＤＡ
ＮＳを分散させたＰＳＵ膜は作成直後２９．３６ｐｍ／
Ｖの非線形活性を示し、３００日以上経過しても２０ｐ
ｍ／Ｖ程度の高い非線形活性を保持していた。一方比較
例の５ｗｔ％のＤＡＮＳを分散させたＰＭＭＡ膜は作製
直後は３１．２７ｐｍ／Ｖの値を示したが３００日以上
経過すると７ｐｍ／Ｖ以下まで低下してしまった。
施例１と同様に５ｗｔ％のＤＡＮＳを分散させたＰＳＵ
および比較例のＰＭＭＡのそれぞれの電場配向膜を作成
し、非線形活性の経時変化を評価した。その結果を図４
に示す。図中、黒丸はＰＳＵを、白丸はＰＭＭＡをそれ
ぞれにホスト高分子に用いた図である。５ｗｔ％のＤＡ
ＮＳを分散させたＰＳＵ膜は作成直後２９．３６ｐｍ／
Ｖの非線形活性を示し、３００日以上経過しても２０ｐ
ｍ／Ｖ程度の高い非線形活性を保持していた。一方比較
例の５ｗｔ％のＤＡＮＳを分散させたＰＭＭＡ膜は作製
直後は３１．２７ｐｍ／Ｖの値を示したが３００日以上
経過すると７ｐｍ／Ｖ以下まで低下してしまった。
【００２２】（実施例３） ＜ゲスト分子の分散性の評価＞非線形活性分子としてパ
ラニトロアニリン（以下、「ｐ−ＮＡ」という。）につ
いて、実施例１、２と同様にしてＰＳＵおよびＰＭＭＡ
に対するゲスト分子の分散性を評価した。この結果、Ｐ
ＳＵはゲスト分子の分散性に優れたＰＭＭＡと同程度に
ゲスト分子がホスト高分子中で凝集せずに均一に分散し
ていることが分かった。
ラニトロアニリン（以下、「ｐ−ＮＡ」という。）につ
いて、実施例１、２と同様にしてＰＳＵおよびＰＭＭＡ
に対するゲスト分子の分散性を評価した。この結果、Ｐ
ＳＵはゲスト分子の分散性に優れたＰＭＭＡと同程度に
ゲスト分子がホスト高分子中で凝集せずに均一に分散し
ていることが分かった。
【００２３】＜非線形活性の経時的変化の評価＞また実
施例１と同様に５ｗｔ％のｐ−ＮＡを分散させたＰＳＵ
および比較例のＰＭＭＡのそれぞれの電場配向膜を作成
し、非線形活性の経時変化を評価した。その結果を図５
に示す。図中、黒丸はＰＳＵを、白丸とＰＭＭＡをそれ
ぞれホスト高分子に用いた図である。５ｗｔ％のｐ−Ｎ
Ａを分散させたＰＳＵ膜は作成直後９．９５ｐｍ／Ｖの
非線形活性を示し、３００日以上経過しても３ｐｍ／Ｖ
程度低下しただけで、７ｐｍ／Ｖ程度の高い非線形活性
を保持していた。一方比較例の５ｗｔ％のｐ−ＮＡを分
散させたＰＭＭＡ膜は作製直後は１０．１５ｐｍ／Ｖの
値を示したが、３００日以上経過すると７ｐｍ／Ｖ以上
低下し、３ｐｍ／Ｖ以下まで低下してしまった。
施例１と同様に５ｗｔ％のｐ−ＮＡを分散させたＰＳＵ
および比較例のＰＭＭＡのそれぞれの電場配向膜を作成
し、非線形活性の経時変化を評価した。その結果を図５
に示す。図中、黒丸はＰＳＵを、白丸とＰＭＭＡをそれ
ぞれホスト高分子に用いた図である。５ｗｔ％のｐ−Ｎ
Ａを分散させたＰＳＵ膜は作成直後９．９５ｐｍ／Ｖの
非線形活性を示し、３００日以上経過しても３ｐｍ／Ｖ
程度低下しただけで、７ｐｍ／Ｖ程度の高い非線形活性
を保持していた。一方比較例の５ｗｔ％のｐ−ＮＡを分
散させたＰＭＭＡ膜は作製直後は１０．１５ｐｍ／Ｖの
値を示したが、３００日以上経過すると７ｐｍ／Ｖ以上
低下し、３ｐｍ／Ｖ以下まで低下してしまった。
【００２４】以上、非線形光学材料の実施例について説
明したが、本実施例におけるポリスルフォンとゲスト分
子はクロロホルム溶液等の各種有機溶媒への溶解性も良
いため、ポリスルフォン中で高濃度のゲスト分子が凝集
することなく均一に分散した、光学的に透明な膜を得る
ことが出来る。本実施例の有機非線形光学材料では、非
線形光学材料材料中ゲスト分子を２０ｗｔ．％程度まで
凝集することなく含有させることができることが分かっ
た。
明したが、本実施例におけるポリスルフォンとゲスト分
子はクロロホルム溶液等の各種有機溶媒への溶解性も良
いため、ポリスルフォン中で高濃度のゲスト分子が凝集
することなく均一に分散した、光学的に透明な膜を得る
ことが出来る。本実施例の有機非線形光学材料では、非
線形光学材料材料中ゲスト分子を２０ｗｔ．％程度まで
凝集することなく含有させることができることが分かっ
た。
【００２５】さらに、本実施例の非線形光学材料は、ス
ライドガラス上に薄膜状に形成しているため、スラブ型
導波路状の波長変換素子として使用することができるも
のである。なお、本実施例の非線形光学材料を、ガラス
上に薄膜状に形成した後、光を通す部分だけを選択的に
電場配向し、チャンネル型導波路状の波長変換素子を得
ることもできる。
ライドガラス上に薄膜状に形成しているため、スラブ型
導波路状の波長変換素子として使用することができるも
のである。なお、本実施例の非線形光学材料を、ガラス
上に薄膜状に形成した後、光を通す部分だけを選択的に
電場配向し、チャンネル型導波路状の波長変換素子を得
ることもできる。
【００２６】
【発明の効果】本発明による有機非線形光学材料は非線
形活性分子を高濃度まで凝集せずに均一に分散させるこ
とができるため高い非線形光学活性を有し、かつ電場配
向した後の非線形活性の経時変化が小さく長時間にわた
って高い非線形活性を保持できる。このため、本発明の
有機非線形光学素子を用いた本発明の波長変化素子は、
高効率な波長変換、光スイッチなどの非線形光学素子と
して好ましく用いることが出来る。
形活性分子を高濃度まで凝集せずに均一に分散させるこ
とができるため高い非線形光学活性を有し、かつ電場配
向した後の非線形活性の経時変化が小さく長時間にわた
って高い非線形活性を保持できる。このため、本発明の
有機非線形光学素子を用いた本発明の波長変化素子は、
高効率な波長変換、光スイッチなどの非線形光学素子と
して好ましく用いることが出来る。
【図１】１〜１５ｗｔ％のＤＲ１を分散させたＰＳＵと
ＰＭＭＡのそれぞれの膜の最大吸収係数の濃度依存性の
関係を示した図。
ＰＭＭＡのそれぞれの膜の最大吸収係数の濃度依存性の
関係を示した図。
【図２】コロナ放電による電圧印加の方法を示した概略
図。
図。
【図３】５ｗｔ％のＤＲ１を分散させたＰＳＵとＰＭＭ
Ａのそれぞれの電場配向膜の非線形活性の経時変化を示
した図。
Ａのそれぞれの電場配向膜の非線形活性の経時変化を示
した図。
【図４】５ｗｔ％のＤＡＮＳを分散させたＰＳＵとＰＭ
ＭＡのそれぞれの電場配向膜の非線形活性の経時変化を
示した図。
ＭＡのそれぞれの電場配向膜の非線形活性の経時変化を
示した図。
【図５】５ｗｔ％のｐ−ＮＡを分散させたＰＳＵとＰＭ
ＭＡのそれぞれの電場配向膜の非線形活性の経時変化を
示した図。
ＭＡのそれぞれの電場配向膜の非線形活性の経時変化を
示した図。
１ 平板 ２ 陰極 ３ フィルム面 ４ ガラス面
Claims (2)
- 【請求項１】 ポリスルフォン中に、非線形光学活性を
有する有機化合物を分散したことを特徴とする有機非線
形光学材料。 - 【請求項２】 請求項１記載の有機非線形材料を用いた
波長変換素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35951292A JPH06202177A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 有機非線形光学材料及びこの材料を用いた波長変換素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35951292A JPH06202177A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 有機非線形光学材料及びこの材料を用いた波長変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06202177A true JPH06202177A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18464887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35951292A Pending JPH06202177A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 有機非線形光学材料及びこの材料を用いた波長変換素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06202177A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005263863A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 機能性有機化合物 |
| US7258822B2 (en) | 2004-02-10 | 2007-08-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Organic nonlinear optical material and nonlinear optical element using the same |
| US7678299B2 (en) | 2003-12-25 | 2010-03-16 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Stock solution for production of nonlinear-optical materials, nonlinear-optical material, and nonlinear-optical device |
| EP2824509A1 (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | Rigas Tehniska universitate | Poled nonlinear polymeric material |
| US9798044B2 (en) | 2012-03-29 | 2017-10-24 | Fujifilm Corporation | Nonlinear optical materials and nonlinear optical device using the same |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP35951292A patent/JPH06202177A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7678299B2 (en) | 2003-12-25 | 2010-03-16 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Stock solution for production of nonlinear-optical materials, nonlinear-optical material, and nonlinear-optical device |
| US7258822B2 (en) | 2004-02-10 | 2007-08-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Organic nonlinear optical material and nonlinear optical element using the same |
| JP2005263863A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 機能性有機化合物 |
| US9798044B2 (en) | 2012-03-29 | 2017-10-24 | Fujifilm Corporation | Nonlinear optical materials and nonlinear optical device using the same |
| EP2824509A1 (en) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | Rigas Tehniska universitate | Poled nonlinear polymeric material |
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