JPH07117672B2 - 非線形光学有機材料 - Google Patents
非線形光学有機材料Info
- Publication number
- JPH07117672B2 JPH07117672B2 JP749589A JP749589A JPH07117672B2 JP H07117672 B2 JPH07117672 B2 JP H07117672B2 JP 749589 A JP749589 A JP 749589A JP 749589 A JP749589 A JP 749589A JP H07117672 B2 JPH07117672 B2 JP H07117672B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nonlinear optical
- wavelength
- organic material
- optical
- shg
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、光コンピュータや光通信など広範な分野で光
制御素子等として用いられる非線形光学有機材料に関
し、さらに詳しくは、透明性に優れ、カットオフ波長が
比較的短波長領域にあり、かつSHG活性が大きく、結晶
性の良好な非線形光学有機材料に関する。
制御素子等として用いられる非線形光学有機材料に関
し、さらに詳しくは、透明性に優れ、カットオフ波長が
比較的短波長領域にあり、かつSHG活性が大きく、結晶
性の良好な非線形光学有機材料に関する。
＜従来の技術＞ 非線形光学材料は、レーザー光の周波数変換、増幅、発
振、スイッチングなどの現象を生じ、第２高調波発生
（SHG）、第３高調波発生（THG）、高速度シャッター、
光メモリー、光演算素子などへの応用が可能である。
振、スイッチングなどの現象を生じ、第２高調波発生
（SHG）、第３高調波発生（THG）、高速度シャッター、
光メモリー、光演算素子などへの応用が可能である。
このように、非線形光学材料は、光周波数を変換する機
能を有しているほか、電場によって屈折率が変化する特
質を生かした光スイッチなどへの応用が可能であるた
め、活発な研究が進められている。
能を有しているほか、電場によって屈折率が変化する特
質を生かした光スイッチなどへの応用が可能であるた
め、活発な研究が進められている。
従来、非線形光学材料としては、主として水溶性のKH2P
O4（KDP）、NH4H2PO4あるいは非水溶性のLiNbO3、KNbO3
などの無機系の単結晶材料（誘電体結晶）が用いられて
きたが、最近は尿素やｐ−ニトロアニリン、２−メチル
−４−ニトロアニリン（MNA）、４′−（N,N′−ジメチ
ルアミノ）−４−ニトロスチルベン（DANS）などの非線
形光学有機材料の開発が進められている。ポリジアセチ
レンやポリフッ化ビニリデンなどの高分子有機材料につ
いても、その非線形光学効果を利用して、制御機能を有
する導波路、光ICなどへの応用が検討されている。
O4（KDP）、NH4H2PO4あるいは非水溶性のLiNbO3、KNbO3
などの無機系の単結晶材料（誘電体結晶）が用いられて
きたが、最近は尿素やｐ−ニトロアニリン、２−メチル
−４−ニトロアニリン（MNA）、４′−（N,N′−ジメチ
ルアミノ）−４−ニトロスチルベン（DANS）などの非線
形光学有機材料の開発が進められている。ポリジアセチ
レンやポリフッ化ビニリデンなどの高分子有機材料につ
いても、その非線形光学効果を利用して、制御機能を有
する導波路、光ICなどへの応用が検討されている。
非線形光学有機材料は、非線形性の起源が分子内π電子
であるため、光応答に対して格子振動を伴わず、したが
って無機材料に比べ応答が速く、また、非線形光学定数
が大きいものや吸収領域が変化できるものなどを合成す
ることが可能である。しかも、材料素子化の方法も、単
結晶化によるだけではなく、LB膜、蒸着法、液晶化、高
分子化などの各種の方法が考えられる。
であるため、光応答に対して格子振動を伴わず、したが
って無機材料に比べ応答が速く、また、非線形光学定数
が大きいものや吸収領域が変化できるものなどを合成す
ることが可能である。しかも、材料素子化の方法も、単
結晶化によるだけではなく、LB膜、蒸着法、液晶化、高
分子化などの各種の方法が考えられる。
これら非線形光学材料の研究に関しては、例えば、「有
機非線形光学材料」加藤政雄、中西八郎監修（シー・エ
ム・シー社、1985年刊）、「Nonlinear Optical Proper
ties of Organic Molecules and Crystals Vol.I及びVo
l.II D.S.CHEMLA,J.ZYSS編（ACADEMIC PRESS,1987年
刊）などの文献に最近の研究状況がまとめられている。
機非線形光学材料」加藤政雄、中西八郎監修（シー・エ
ム・シー社、1985年刊）、「Nonlinear Optical Proper
ties of Organic Molecules and Crystals Vol.I及びVo
l.II D.S.CHEMLA,J.ZYSS編（ACADEMIC PRESS,1987年
刊）などの文献に最近の研究状況がまとめられている。
ところで、非線形光学材料として要求される非線形光学
効果のうち、特に第２高周波発生（SHG）は、変換の効
率が高い等の理由から波長変換の基本技術として位置付
けられている。また、効率よくSHGをおこすために有効
非線形光学定数の大きい材料が求められている。そし
て、材料が光学的非線形性を示すには、空間反転の対称
性を持たないこと、特に、その結晶が対称中心を持たな
いこと、すなわち結晶での分子の配列に反転対称性が生
じないことが実用上必要である。
効果のうち、特に第２高周波発生（SHG）は、変換の効
率が高い等の理由から波長変換の基本技術として位置付
けられている。また、効率よくSHGをおこすために有効
非線形光学定数の大きい材料が求められている。そし
て、材料が光学的非線形性を示すには、空間反転の対称
性を持たないこと、特に、その結晶が対称中心を持たな
いこと、すなわち結晶での分子の配列に反転対称性が生
じないことが実用上必要である。
そこで、対称中心を持たない単結晶を形成し、有効非線
形光学定数が大きく、したがってSHG活性が大きい非線
形光学有機材料の開発が現在最も要求されているところ
である。また、非線形光学材料として実用化するに当た
っては、室温で安定でかつ出来るだけ大きな単結晶を形
成するものであることが望まれる。
形光学定数が大きく、したがってSHG活性が大きい非線
形光学有機材料の開発が現在最も要求されているところ
である。また、非線形光学材料として実用化するに当た
っては、室温で安定でかつ出来るだけ大きな単結晶を形
成するものであることが望まれる。
また、従来公知の非線形効果を示す有機材料は、化合物
自体のカットオフ波長（吸収端波長）が長波長側へ相当
シフトしており、使用波長範囲が限定されるという問題
点を有している。現在の半導体レーザーの波長は800nm
程度であるので、カットオフ波長はより短波長であるこ
とが実用上必要とされる。一般に、非線形光学有機材料
は、π電子共役系の構造に起因して黄色ないしはオレン
ジ色に着色した結晶を与えるが、そのためもありカット
オフ波長は、通常、長波長領域に位置している。例え
ば、ｐ−ニトロアニリンでは470nm、MNAでは480nm、DAN
Sでは430〜580nmというようにかなり長波長領域にカッ
トオフ波長が存在する。そこで、光周波数変換素子とし
ての実用的な要求特性からは、透明な材料であり、した
がって透明波長域が広く、カットオフ波長が従来のもの
よりも短波長領域にあることが求められる。
自体のカットオフ波長（吸収端波長）が長波長側へ相当
シフトしており、使用波長範囲が限定されるという問題
点を有している。現在の半導体レーザーの波長は800nm
程度であるので、カットオフ波長はより短波長であるこ
とが実用上必要とされる。一般に、非線形光学有機材料
は、π電子共役系の構造に起因して黄色ないしはオレン
ジ色に着色した結晶を与えるが、そのためもありカット
オフ波長は、通常、長波長領域に位置している。例え
ば、ｐ−ニトロアニリンでは470nm、MNAでは480nm、DAN
Sでは430〜580nmというようにかなり長波長領域にカッ
トオフ波長が存在する。そこで、光周波数変換素子とし
ての実用的な要求特性からは、透明な材料であり、した
がって透明波長域が広く、カットオフ波長が従来のもの
よりも短波長領域にあることが求められる。
従来公知の非線形光学無機材料は一般に結晶性が良く、
大きな結晶を得やすいという性質があるが、純度の高い
単結晶が高価であり、潮解性を有し、しかも有機材料に
比較して非線形光学定数が小さいという欠点がある。一
方、非線形光学有機材料には一般に非線形光学定数の大
きいものがあることは知られているが、室温で安定かつ
大きな有機結晶を調製するのが困難である。
大きな結晶を得やすいという性質があるが、純度の高い
単結晶が高価であり、潮解性を有し、しかも有機材料に
比較して非線形光学定数が小さいという欠点がある。一
方、非線形光学有機材料には一般に非線形光学定数の大
きいものがあることは知られているが、室温で安定かつ
大きな有機結晶を調製するのが困難である。
例えば、従来知られている有機結晶の内、MNAは対称中
心を持たない結晶となるためSHG活性を有し、第２高調
波発生効率はLiNbO3の約2000倍もあることが報告されて
いる。しかし、MNAは大きな単結晶が得られにくいため
実用的ではないという欠点がある。また、尿素は、大き
な単結晶を得やすく、白色・透明で、カットオフ波長も
200nmと短波長であるけれども、SHG活性が低く、また耐
湿性に劣るという欠点がある。ｐ−ニトロアニリンやDA
NSは、分子レベルでは分子分極率βは非常に大きい値を
示すが、結晶になると分子の配列に反転対称を持つに至
るためSHGを活性を示さないという問題がある。
心を持たない結晶となるためSHG活性を有し、第２高調
波発生効率はLiNbO3の約2000倍もあることが報告されて
いる。しかし、MNAは大きな単結晶が得られにくいため
実用的ではないという欠点がある。また、尿素は、大き
な単結晶を得やすく、白色・透明で、カットオフ波長も
200nmと短波長であるけれども、SHG活性が低く、また耐
湿性に劣るという欠点がある。ｐ−ニトロアニリンやDA
NSは、分子レベルでは分子分極率βは非常に大きい値を
示すが、結晶になると分子の配列に反転対称を持つに至
るためSHGを活性を示さないという問題がある。
最近、非線形光学有機材料として、各種ジオレフィン化
合物（特開昭61−78748号）、ベンザルアセトフェノン
誘導体（特開昭63−85526号）、Ｎ−［２−（５−ニト
ロフリリデン）］−４−メトキシアニリン（特開昭63−
96639号公報）など新規化合物を含む化合物群が開発さ
れている。
合物（特開昭61−78748号）、ベンザルアセトフェノン
誘導体（特開昭63−85526号）、Ｎ−［２−（５−ニト
ロフリリデン）］−４−メトキシアニリン（特開昭63−
96639号公報）など新規化合物を含む化合物群が開発さ
れている。
しかしながら、SHG活性が大きく、安定で、大きな単結
晶に成長させやすく、しかも透明性に優れ、カットオフ
波長が短い非線形光学有機材料を提供する点ではいまだ
不十分である。
晶に成長させやすく、しかも透明性に優れ、カットオフ
波長が短い非線形光学有機材料を提供する点ではいまだ
不十分である。
＜発明が解決しようとする課題＞ 本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を克服
し、室温で安定で、対称中心を持たない単結晶を形成
し、必要に応じて必要な単結晶に成長させることがで
き、SHG活性が大きく、しかも透明性に優れ、カットオ
フ波長が短波長域にある非線形光学有機材料を提供する
ことにある。
し、室温で安定で、対称中心を持たない単結晶を形成
し、必要に応じて必要な単結晶に成長させることがで
き、SHG活性が大きく、しかも透明性に優れ、カットオ
フ波長が短波長域にある非線形光学有機材料を提供する
ことにある。
本発明者らは鋭意研究した結果、ジオレフィン化合物で
あって、特定の置換基と構造を有する1,3−ビス〔２−
（４−ジメチルアミノフェニル）エテニル〕ベンゼンが
SHG活性の大きな透明の有機結晶を形成し、カットオフ
波長が421nmと短波長領域にあることを見出し、その知
見に基づいて本発明を完成するに至った。
あって、特定の置換基と構造を有する1,3−ビス〔２−
（４−ジメチルアミノフェニル）エテニル〕ベンゼンが
SHG活性の大きな透明の有機結晶を形成し、カットオフ
波長が421nmと短波長領域にあることを見出し、その知
見に基づいて本発明を完成するに至った。
＜課題を解決するための手段＞ すなわち、本発明によれば、下記式 で表わされる1,3−ビス〔２−（４−ジメチルアミノフ
エニル）エテニル〕ベンゼンから成ることを特徴とする
非線形光学有機材料が提供される。
エニル）エテニル〕ベンゼンから成ることを特徴とする
非線形光学有機材料が提供される。
以下、本発明の構成要素について詳述する。
本発明で用いる化合物の1,3−ビス〔２−（４−ジメチ
ルアミノフェニル）エテニル〕ベンゼンは、前記式から
明らかなように、２つのスチリル基が、π電子共役鎖の
中心であるベンゼンに対して互いにメタ位に結合した構
造を有しているが、メタ位に結合していることにより結
晶の対称性が破られ、かつジメチルアミノ基による分極
が残るためにSHG活性が発現したものと推定できる。
ルアミノフェニル）エテニル〕ベンゼンは、前記式から
明らかなように、２つのスチリル基が、π電子共役鎖の
中心であるベンゼンに対して互いにメタ位に結合した構
造を有しているが、メタ位に結合していることにより結
晶の対称性が破られ、かつジメチルアミノ基による分極
が残るためにSHG活性が発現したものと推定できる。
1,3−ビス〔２−（４−ジメチルアミノフェニル）エテ
ニル〕ベンゼンは、結晶性が良好であり、有機溶剤から
スローエバポレイション法などにより容易に単結晶を得
ることができる。その単結晶は室温で安定で、光損傷を
受けにくく、また加工が容易であるためデバイス化も容
易である。
ニル〕ベンゼンは、結晶性が良好であり、有機溶剤から
スローエバポレイション法などにより容易に単結晶を得
ることができる。その単結晶は室温で安定で、光損傷を
受けにくく、また加工が容易であるためデバイス化も容
易である。
そして、本発明の1,3−ビス〔２−（４−ジメチルアミ
ノフェニル）エテニル〕ベンゼンの単結晶は、その結晶
の微粉末が尿素の約３倍のSHG効率を示すことから明ら
かなように優れた非線形光学効果を示す。
ノフェニル）エテニル〕ベンゼンの単結晶は、その結晶
の微粉末が尿素の約３倍のSHG効率を示すことから明ら
かなように優れた非線形光学効果を示す。
また、本発明の1,3−ビス〔２−（４−ジメチルアミノ
フェニル）エテニル〕ベンゼンは、尿素と同様に透明性
に優れ、そのカットオフ波長が421nmと比較的短波長に
あるので、半導体レーザーの波長変換素子としての使用
が可能である。本発明の化合物は、粉末、単結晶、溶液
など各種の態様で非線形光学材料として用いることがで
きる。
フェニル）エテニル〕ベンゼンは、尿素と同様に透明性
に優れ、そのカットオフ波長が421nmと比較的短波長に
あるので、半導体レーザーの波長変換素子としての使用
が可能である。本発明の化合物は、粉末、単結晶、溶液
など各種の態様で非線形光学材料として用いることがで
きる。
＜実施例＞ 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、い
うまでもなく本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。
うまでもなく本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。
実施例１ トリフェニルホスフィン10.0g（38mmol）と、α，α′
−ジブロモ−ｍ−キシレン5.0g（19mmol）に約40mlのキ
シレンを加えて溶解させる。この溶液を約４時間還流す
ると白色のホスホニウム塩が沈澱する。この沈澱を濾過
し、濾過物をキシレンで洗浄した後、真空乾燥を行なっ
た。この白色粉末をメタノール−エーテル混合溶剤で最
結晶するとα，α′−ジブロモ−ｍ−キシリルトリフェ
ニルホスホニウムブロマイドが7.5g得られた。
−ジブロモ−ｍ−キシレン5.0g（19mmol）に約40mlのキ
シレンを加えて溶解させる。この溶液を約４時間還流す
ると白色のホスホニウム塩が沈澱する。この沈澱を濾過
し、濾過物をキシレンで洗浄した後、真空乾燥を行なっ
た。この白色粉末をメタノール−エーテル混合溶剤で最
結晶するとα，α′−ジブロモ−ｍ−キシリルトリフェ
ニルホスホニウムブロマイドが7.5g得られた。
このようにして得られたα，α′−ジブロモ−ｍ−キシ
リルトリフェニルホスホニウムブロマイド3.94g（5mmo
l）とｐ−ジメチルアミノベンズアルデヒド1.49g（10mm
ol）に20mlの乾燥したジメチルホルムアミドを加えて溶
液にした後、アルゴン気流下で1.09Nのナトリウムメト
キシド12mlをゆっくり滴下する。
リルトリフェニルホスホニウムブロマイド3.94g（5mmo
l）とｐ−ジメチルアミノベンズアルデヒド1.49g（10mm
ol）に20mlの乾燥したジメチルホルムアミドを加えて溶
液にした後、アルゴン気流下で1.09Nのナトリウムメト
キシド12mlをゆっくり滴下する。
アルゴン雰囲気下で、この溶液を室温で４時間撹拌した
後、濃縮して適量のエタノールを加える。沈澱物を濾過
し、アルコールで洗浄して目的とする化合物1,3−ビス
〔２−（４−ジメチルアミノフェニル）エテニル〕ベン
ゼンを得た。収量は、0.6gであった。
後、濃縮して適量のエタノールを加える。沈澱物を濾過
し、アルコールで洗浄して目的とする化合物1,3−ビス
〔２−（４−ジメチルアミノフェニル）エテニル〕ベン
ゼンを得た。収量は、0.6gであった。
次に、生成物のIR、1H−NMR、UVおよび融点の測定結果
を一括して示す。
を一括して示す。
IR（cm-1）： 3100−2800、1620、1525、13601 H−NMR（δ）（DMSO−d6）： 2.90（S,12H）、6.74（d,4H）、6.95（d,2H）、7.14
（d,2H）、7.2−7.4（m,3H）、7.43（d,4H）、7.65（s,
1H） UV（CHCl3）： λmax＝360nm、λcutoff＝421nm 融点： 217−220℃ さらに、得られた化合物の微粉末結晶をNd:YAGレーザー
（波長＝1.064μｍ、出力10mJ/パルス）を照射すると、
第２高調波が発生（SHG）し、入射光の1/2の波長（532n
m）の緑色光が観測できた。また、SHG効率は、尿素の３
倍であった。
（d,2H）、7.2−7.4（m,3H）、7.43（d,4H）、7.65（s,
1H） UV（CHCl3）： λmax＝360nm、λcutoff＝421nm 融点： 217−220℃ さらに、得られた化合物の微粉末結晶をNd:YAGレーザー
（波長＝1.064μｍ、出力10mJ/パルス）を照射すると、
第２高調波が発生（SHG）し、入射光の1/2の波長（532n
m）の緑色光が観測できた。また、SHG効率は、尿素の３
倍であった。
この結晶は、室温で安定であり、結晶性も良好で、透明
性に優れている。
性に優れている。
＜発明の効果＞ 本発明によれば、室温で安定、結晶性が良好で、SHG活
性が大きく、しかも透明性に優れ、カットオフ波長が短
波長領域にある非線形光学有機材料を提供することがで
きる。本発明の1,3ビス〔２−（４−ジメチルアミノフ
ェニル）エテニル〕ベンゼンから成る非線形光学有機材
料は、半導体レーザーの波長変換素子としての使用が可
能であるなど実用上重要な意義を有する。
性が大きく、しかも透明性に優れ、カットオフ波長が短
波長領域にある非線形光学有機材料を提供することがで
きる。本発明の1,3ビス〔２−（４−ジメチルアミノフ
ェニル）エテニル〕ベンゼンから成る非線形光学有機材
料は、半導体レーザーの波長変換素子としての使用が可
能であるなど実用上重要な意義を有する。
Claims (1)
- 【請求項１】下記化学式 で表わされる1,3−ビス〔２−（４−ジメチルアミノフ
エニル）エテニル〕ベンゼンから成ることを特徴とする
非線形光学有機材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP749589A JPH07117672B2 (ja) | 1989-01-14 | 1989-01-14 | 非線形光学有機材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP749589A JPH07117672B2 (ja) | 1989-01-14 | 1989-01-14 | 非線形光学有機材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187734A JPH02187734A (ja) | 1990-07-23 |
| JPH07117672B2 true JPH07117672B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=11667354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP749589A Expired - Lifetime JPH07117672B2 (ja) | 1989-01-14 | 1989-01-14 | 非線形光学有機材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07117672B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6608228B1 (en) | 1997-11-07 | 2003-08-19 | California Institute Of Technology | Two-photon or higher-order absorbing optical materials for generation of reactive species |
| US6267913B1 (en) | 1996-11-12 | 2001-07-31 | California Institute Of Technology | Two-photon or higher-order absorbing optical materials and methods of use |
| KR100419572B1 (ko) * | 2000-11-20 | 2004-02-19 | 한국전자통신연구원 | 비선형 광학특성을 나타내는 유기화합물 |
| KR101095026B1 (ko) * | 2009-01-23 | 2011-12-20 | 한국과학기술연구원 | 비스(스티릴)피리미딘 및 비스(스티릴)벤젠 유도체, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 제조방법 및 이를 유효성분으로 함유하는 베타아밀로이드 집적 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 |
-
1989
- 1989-01-14 JP JP749589A patent/JPH07117672B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02187734A (ja) | 1990-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0377923A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH07117672B2 (ja) | 非線形光学有機材料 | |
| JPH0786093B2 (ja) | 新規な有機化合物 | |
| JP2762610B2 (ja) | スクエアリリウム誘導体及びその製造方法 | |
| JPH07111530B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH07107012B2 (ja) | 新規な有機化合物 | |
| JP2530725B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2799101B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH03140928A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH0381744A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2533660B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH07111529B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH03287138A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH03287139A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH03255427A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH0285828A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH03181919A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH03140927A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH03287136A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2862455B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JP2685380B2 (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH05257179A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH0381746A (ja) | 有機非線形光学材料 | |
| JPH0729992B2 (ja) | １―（４―メトキシスチリル）―３―（４―ニトロスチリル）ベンゼンとその製造法 | |
| JPH05257178A (ja) | 有機非線形光学材料 |