JPH07306425A - Photo-refractive material composition and device using the same - Google Patents

Photo-refractive material composition and device using the same

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JPH07306425A
JPH07306425A JP9834194A JP9834194A JPH07306425A JP H07306425 A JPH07306425 A JP H07306425A JP 9834194 A JP9834194 A JP 9834194A JP 9834194 A JP9834194 A JP 9834194A JP H07306425 A JPH07306425 A JP H07306425A
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JP
Japan
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photorefractive
composition
inorganic
high polymer
mixed
Prior art date
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Application number
JP9834194A
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Japanese (ja)
Inventor
Shingunaruwa Hari
シングナルワ ハリ
Atsushi Tsunoda
角田  敦
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prepare a composition showing high stability, large photoconductivity, electro-optical characteristic, moldability and mechanical strength by consisting a material of an inorganic photo-refractive material dispersed in another material. CONSTITUTION:This composition consists of the inorganic photo-refractive material dispersed in another material. For example, the inorganic photo- refractive material is mixed with a non-conjugated high polymer. And the non- conjugated high polymer is selected from polystyrene, polybutylene terephthalate or the like. The inorganic photo-refractive material is mixed with a piezoelectric or ferroelectric organic high polymer. The piezoelectric or ferroelectric organic high polymer is selected from polyvinyldene chloride, cyano high polymer or the like. The inorganic photo-refractive material is mixed with a liquid crystal high polymer. Or the inorganic photo-refractive material is mixed with a high polymer or high polymer mixture having photoconductivity. As a result, the high performance photo-refractive composition is obtained and is suitably used for various kinds of optical application.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子及び光学用途に用い
られる無機フォトリフラクティブ材料組成物に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to inorganic photorefractive material compositions for electronic and optical applications.

【0002】[0002]

【従来の技術】フォトリフラクティブ材料は、電気光学
特性,光導電性及び光イオン化可能な格子欠陥を有する
という3種の性質を統合した非線形光学材料である。経
験的にフォトリフラクティブ材料に伴う要求特性とし
て、(1)ポッケルス線形EO効果を生じる中心対称性
の欠如、(2)空間電荷を生じるに十分な深い準位の密
度の2点が挙げられる。これにより、レーザ光で電流を
生じ、電場の存在が屈折率を変化できる。電場は線形の
電気光学効果により屈折率を変調する。イオン化した電
荷の移動が、拡散,電場励起の移動もしくは光起電力効
果により発生する。フォトリフラクティブ結晶中に生じ
た屈折率の回折格子は、適当な波長範囲の光を用いるこ
とにより消去できる。これらは、例えば、ピー グンタ
ー ジェイピー ヒグナード「フォトレフラクティブ
マテリアルス アンド ゼア アプリケーションズ(P.G
unter、J.P.Huignard「Photorefractive Materials and
TheirApplications I&II」、Springer−Verlag社(19
88年,1989年))に詳述されている。フォトリフ
ラクティブ効果は非常に多種の電気光学結晶において観
測されている。最も周知のものとしてチタン酸バリウム
(BaTiO3),ニオブ酸リチウム(LiNbO3),タ
ンタル酸リチウム(LiTaO3),ニオブ酸カリウム(K
NbO3),SrxBa1-xNb26(SBN)、Bi12
iO20(BSO),Bi2GeO20(BSO),Bi12Ge
20(BGO),Bi12TaO20(BTO),KTa1-x
x3(KTN),GaAs,InP等がある。これら
の無機EO結晶はホログラフィ技術に好適なものと見な
されてきた。これらに関しては、例えば、エー ロイ
ケイ シン アティ フォンド ジー ロッチ(A.Roy
、K.Singh、Atti.Fond.G.Rochi誌、48巻,327頁
(1993年))に記載されている。異なった応用に対し
てフォトリフラクティブ材料を選定する因子は、フォト
リフラクティブ感度,動作範囲(最大屈折率変化),フ
ォトリフラクティブ記録及び消去時間,分光感度,空間
周波数,外部電場依存性及び解像度がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Photorefractive materials are non-linear optical materials that combine the three properties of electro-optical properties, photoconductivity, and photoionizable lattice defects. Empirically, two required properties associated with photorefractive materials are (1) lack of central symmetry that produces the Pockels linear EO effect, and (2) density of deep levels sufficient to produce space charges. This causes a current to be generated by the laser light and the presence of an electric field can change the refractive index. The electric field modulates the refractive index by the linear electro-optic effect. The movement of ionized charges occurs due to diffusion, movement of electric field excitation, or photovoltaic effect. The diffraction grating having a refractive index generated in the photorefractive crystal can be erased by using light in an appropriate wavelength range. These are, for example, P. Gunther Jay P. Hignard "Photorefractive.
Materials and There Applications (PG
unter, JP Huignard, Photorefractive Materials and
TheirApplications I & II ", Springer-Verlag (19
88, 1989)). Photorefractive effects have been observed in a wide variety of electro-optic crystals. Barium titanate as the best known
(BaTiO 3 ), lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), potassium niobate (K
NbO 3 ), Sr x Ba 1-x Nb 2 O 6 (SBN), Bi 12 S
iO 20 (BSO), Bi 2 GeO 20 (BSO), Bi 12 Ge
O 20 (BGO), Bi 12 TaO 20 (BTO), KTa 1-x N
b x O 3 (KTN), GaAs, InP and the like. These inorganic EO crystals have been considered suitable for holographic techniques. For these, for example,
Kei Shin Athi Fondo Gee Roche (A.Roy
, K. Singh, Atti. Fond. G. Rochi, 48, 327.
(1993)). The factors that select photorefractive materials for different applications are photorefractive sensitivity, operating range (maximum refractive index change), photorefractive recording and erasing time, spectral sensitivity, spatial frequency, external electric field dependence and resolution.

【0003】フォトリフラクティブ材料は、3種類に区
分できる。(1)BaTiO3, LiNbO3,LiT
aO3,KNbO3 ,SBN,KTN等の酸素8面体強
誘電体。記録したホログラムの保存時間もしくは回折格
子の消滅時間は、KNbO3のミリ秒から、KTNの数
時間及びLiNbO3 の定着過程を経た場合の数年の範
囲にある。一般にSBNは青−緑の波長範囲に用いられ
る。これらは、ホログラムの記録媒体,光双安定,位相
共役,共振器及び光コンピューティングに使用される。
(2)BSO,BGO及びBTO等の4面体酸化物構造
を有するシレナイト材料。BTOのバンド幅はBSO及
びBGOより狭く、赤外波長への応用の観点で注目され
る。シレナイトはゲインは小さいが、フォトリフラクテ
ィブ応答の速度がBaTiO3,LiNbO3よりかなり
速い。(3)GaAs,GaSb,InAs,InSb
等のIII−V 族,CuCl,CdS,CdSe,CdT
e,ZnS,ZnSe,ZnTe,HgSe,HgS等
のII−VI族半導体結晶。GaAs結晶を用いて、ピコ秒
のフォトリフラクティブ応答が得られた例がある。高速
の応答を利用して、光情報処理,光コンピューティング
及び光スイッチに使用できる。半導体結晶のフォトリフ
ラクティブ効果は0.9〜1.6μの波長で生じる。
Photorefractive materials can be classified into three types. (1) BaTiO 3 , LiNbO 3 , LiT
Oxygen octahedral ferroelectrics such as aO 3 , KNbO 3 , SBN, and KTN. The storage time of the recorded hologram or the disappearance time of the diffraction grating is in the range of milliseconds for KNbO 3 to several years for several hours of KTN and the fixing process of LiNbO 3 . Generally, SBN is used in the blue-green wavelength range. They are used in hologram recording media, optical bistables, phase conjugation, resonators and optical computing.
(2) A silenite material having a tetrahedral oxide structure such as BSO, BGO and BTO. The bandwidth of BTO is narrower than that of BSO and BGO, and is noted from the viewpoint of application to infrared wavelengths. Although the gain of sillenite is small, the speed of photorefractive response is considerably faster than that of BaTiO 3 or LiNbO 3 . (3) GaAs, GaSb, InAs, InSb
III-V group such as CuCl, CdS, CdSe, CdT
II-VI group semiconductor crystals such as e, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgSe, and HgS. There is an example in which a picosecond photorefractive response was obtained using a GaAs crystal. The fast response can be used for optical information processing, optical computing and optical switching. The photorefractive effect of semiconductor crystals occurs at wavelengths of 0.9-1.6μ.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】無機結晶のフォトリフ
ラクティブ材料は開発されているが、これらはいずれも
成型性,加工性に乏しく集積化出来ない。さらに無機フ
ォトリフラクティブ材料は均質な単結晶や薄膜の形成は
一般に困難である。これらのフォトリフラクティブ材料
から新規な素子を製造するには、多層構造などの構造的
な要請を全く満足することが出来ない。これらの問題点
を克服するために、本発明は、無機フォトリフラクティ
ブ材料を他のマトリックスと複合する新規な組成物を用
いたフォトリフラクティブ材料を提供する。
Inorganic crystal photorefractive materials have been developed, but none of them can be integrated because of poor moldability and processability. Furthermore, it is generally difficult to form a homogeneous single crystal or thin film with an inorganic photorefractive material. In order to manufacture a new device from these photorefractive materials, structural requirements such as a multilayer structure cannot be satisfied at all. In order to overcome these problems, the present invention provides a photorefractive material using a novel composition that combines an inorganic photorefractive material with another matrix.

【0005】無機フォトリフラクティブ結晶を有機高分
子又はガラスに分散しフォトリフラクティブ効果を可能
にすることは新規な発明である。本発明では下記する多
様な組成物が多様な混合比において形成される。本発明
では酸素8面体構造の強誘電体,シレナイト及び半導体
結晶を各種の絶縁性マトリックス中に埋め込むことを特
徴とする。
It is a novel invention to disperse an inorganic photorefractive crystal in an organic polymer or glass to enable the photorefractive effect. In the present invention, various compositions described below are formed in various mixing ratios. The present invention is characterized in that a ferroelectric having oxygen octahedron structure, silenite, and a semiconductor crystal are embedded in various insulating matrices.

【0006】本発明の組成物にはバルクあるいはナノ微
粒子が使用される。実験により成型容易で要求される形
状に加工可能な本発明に属する各種の組成物を見出し
た。(1)第1の方法では、無機フォトリフラクティブ
結晶は周知の高分子に有機溶剤処理により混合される。
(2)第2の方法では、フォトリフラクティブ結晶の粉
末は溶解処理によりシリケートガラスと溶融処理により
混合され透明なロッドに成型される。(3)フォトリフ
ラクティブ結晶は他の金属,無機あるいは有機化合物と
物理的手段により混合される。これら各種により全く異
なった相互作用に基づく組成物を得ることが出来る。組
成物の形成によりフォトリフラクティブ応答が著しく増
大することも観測された。本発明はフォトニクス分野の
各種素子に適用可能なフォトリフラクティブ媒質の簡便
な成型,加工法を提供する。
Bulk or nanoparticles are used in the composition of the present invention. Through experiments, various compositions belonging to the present invention were found that were easy to mold and could be processed into the required shapes. (1) In the first method, the inorganic photorefractive crystal is mixed with a known polymer by an organic solvent treatment.
(2) In the second method, the powder of the photorefractive crystal is mixed with the silicate glass by the melting process by the melting process and molded into a transparent rod. (3) The photorefractive crystal is mixed with other metal, inorganic or organic compound by physical means. A composition based on a completely different interaction can be obtained by these various kinds. It was also observed that the formation of the composition significantly increased the photorefractive response. The present invention provides a simple molding and processing method of a photorefractive medium applicable to various devices in the field of photonics.

【0007】有機組成物は材料科学と関連した化学及び
特異な物理の両面から、重要で興味ある材料である。
Organic compositions are important and interesting materials both in terms of chemistry and unique physics associated with material science.

【0008】本発明の目的は、大きな電気光学効果及び
光導電性を示すフォトリフラクティブ媒質、あるいはフ
ォトニクス技術のための新規な組成物となる無機フォト
リフラクティブ材料と有機高分子,ガラス,金属,無機
半導体,強誘電体あるいは有機超分子との組成物を提供
することにある。
The object of the present invention is to provide a photorefractive material exhibiting a large electro-optic effect and photoconductivity, or an inorganic photorefractive material and an organic polymer, glass, metal or inorganic semiconductor which is a novel composition for photonics technology. , To provide compositions with ferroelectrics or organic supramolecules.

【0009】無機フォトリフラクティブ材料を用いた本
発明の組成物は機械的あるいは熱的特性に優れ、優れた
耐環境性,科学的安定性を示す。さらにこれらは良好な
接着性を持ち、超薄膜に加工できる。本発明の組成物は
加工,成型あるいは化学的改質が容易かつ長期間安定で
ある点で、従来の無機あるいは有機組成物と物理的特性
を比較して、遥かに優れている。
The composition of the present invention using an inorganic photorefractive material has excellent mechanical or thermal characteristics, and exhibits excellent environmental resistance and scientific stability. Furthermore, they have good adhesion and can be processed into ultra thin films. The composition of the present invention is far superior to conventional inorganic or organic compositions in physical properties in that it can be easily processed, molded or chemically modified and is stable for a long period of time.

【0010】本発明の他の目的は、良好な加工性,機械
的強度及び熱的,耐環境安定性を有するフォトニクス及
びエレクトロニクス用の組成物材料を提供することにあ
る。さらに、本発明の目的は、耐久性,強度及び安定性
のある、非線形光学材料として適用可能なフォトリフラ
クティブ材料組成物を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a composition material for photonics and electronics which has good processability, mechanical strength and thermal and environmental stability. Further, it is an object of the present invention to provide a photorefractive material composition having durability, strength and stability, which can be applied as a nonlinear optical material.

【0011】本発明の他の目的は、高い電気光学定数及
び光導電性を示すフォトリフラクティブ媒質を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a photorefractive medium exhibiting a high electro-optic constant and photoconductivity.

【0012】本発明の他の目的は、合成が容易で、加工
性,高い機械的強度と安定性を有するフォトリフラクテ
ィブ材料を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a photorefractive material which is easy to synthesize, has processability, high mechanical strength and stability.

【0013】本発明の他の目的は、エレクトロニクス及
びフォトニクスに適用できるフラーレンのLB膜を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a fullerene LB film applicable to electronics and photonics.

【0014】本発明の他の目的はエレクトロニクス及び
フォトニクス素子に適用できる各種の有機及び無機マト
リクス中に分散した組成物構造を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a composition structure dispersed in various organic and inorganic matrices applicable to electronics and photonics devices.

【0015】本発明の目的は有機高分子中に分散,金属
と混合あるいはガラスと複合したフォトリフラクティブ
組成物の新規なエレクトロニクス及び非線形光学媒質に
より達成される。これら組成物は、分散媒質と結晶をス
トイキオメトリック比率を調整することにより容易に制
御できる。
The objects of the present invention are achieved by the novel electronics and non-linear optical media of photorefractive compositions dispersed in organic polymers, mixed with metals or combined with glass. These compositions can be easily controlled by adjusting the stoichiometric ratio of the dispersion medium and the crystals.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は従来の問題点を
下記する手段で解決するものである。本発明は無機フォ
トリフラクティブ材料を他の材料中に分散したものより
なることを特徴とするフォトリフラクティブ材料組成物
である。又本発明は、無機フォトリフラクティブ材料を
他の材料中に分散したものを用いることを特徴とするフ
ォトリフラクティブ装置である。
The present invention solves the conventional problems by the means described below. The present invention is a photorefractive material composition comprising an inorganic photorefractive material dispersed in another material. The present invention is also a photorefractive device characterized by using an inorganic photorefractive material dispersed in another material.

【0017】本発明は下記する新規な組成物で特徴づけ
られる。
The present invention is characterized by the following novel compositions.

【0018】無機フォトリフラクティブ材料を非共役高
分子中に混合したフォトリフラクティブ材料組成物にお
いて、前記非共役高分子がポリスチレン,ポリブチレン
テレフタレート,ポリエチレン,ポリプロピレン,フッ
素ポリマ,ポリビニルカルバゾール,ポリビニルアセテ
ート,ポリ塩化ビニル,ナイロン,ポリエステル,フェ
ノールレジン,エポキシレジン,ポリアクリレート,ブ
タジエンゴム,ポリイミド,ポリエーテル,ポリウレタ
ン,ポリカーボネート及びポリビニルアミン等のいずれ
かから選ばれたものであることを特徴とするフォトリフ
ラクティブ材料組成物。
In a photorefractive material composition in which an inorganic photorefractive material is mixed in a non-conjugated polymer, the non-conjugated polymer is polystyrene, polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, fluoropolymer, polyvinylcarbazole, polyvinylacetate, polychlorinated. Photorefractive material composition characterized by being selected from any of vinyl, nylon, polyester, phenolic resin, epoxy resin, polyacrylate, butadiene rubber, polyimide, polyether, polyurethane, polycarbonate, polyvinylamine and the like. .

【0019】無機フォトリフラクティブ材料を圧電性あ
るいは強誘電性有機高分子中に混合したフォトリフラク
ティブ材料組成物において、前記圧電性あるいは強誘電
性有機高分子がポリビニリデンクロライド,シアノ高分
子,ポリ尿素,ポリチオ尿素,奇数ナイロン及びこれら
高分子の共重合体等のいずれかから選ばれたものである
ことを特徴とするフォトリフラクティブ材料組成物。
In a photorefractive material composition in which an inorganic photorefractive material is mixed in a piezoelectric or ferroelectric organic polymer, the piezoelectric or ferroelectric organic polymer is polyvinylidene chloride, cyano polymer, polyurea, A photorefractive material composition, which is selected from any of polythiourea, odd-numbered nylon, and copolymers of these polymers.

【0020】無機フォトリフラクティブ材料を液晶性高
分子中に混合したフォトリフラクティブ材料組成物。
A photorefractive material composition in which an inorganic photorefractive material is mixed in a liquid crystalline polymer.

【0021】無機フォトリフラクティブ材料を光導電性
を有する高分子あるいは高分子混合物中に混合したフォ
トリフラクティブ材料組成物。
A photorefractive material composition in which an inorganic photorefractive material is mixed with a polymer or a polymer mixture having photoconductivity.

【0022】無機フォトリフラクティブ材料をπ共役系
有機高分子中に混合したフォトリフラクティブ材料組成
物において、前記π共役系有機高分子がポリヘテロ環高
分子,ポリフェニレンビニレン,ポリチエニルビニレ
ン,ポリフタロシアニン,ポリシラン,ポリジアセチレ
ン,ポリアジン,ポリアゾメチン、ポリ−p−フェニレ
ンフルフィド、ポリ−p−フェニレン,ヘテロ環ラダー
ポリマおよびポリアニリン等のいずれかから選ばれたも
のであることを特徴とするフォトリフラクティブ材料組
成物。
In a photorefractive material composition in which an inorganic photorefractive material is mixed in a π-conjugated organic polymer, the π-conjugated organic polymer is a polyheterocyclic polymer, polyphenylenevinylene, polythienylvinylene, polyphthalocyanine, polysilane, A photorefractive material composition, which is selected from any one of polydiacetylene, polyazine, polyazomethine, poly-p-phenylene flufide, poly-p-phenylene, a heterocyclic ladder polymer and polyaniline.

【0023】無機フォトリフラクティブ材料を有機芳香
族化合物と混合したフォトリフラクティブ材料組成物に
おいて、前記有機芳香族化合物が金属フタロシアニン,
ポルフィリン,TCNQ,TTF,ベンゼン置換体,ペ
リレン,スチルベン,アゾベンゼン,ベンジリデン,ア
クリジン,フルオレン,ヘテロ環化合物及びチノリン等
のいずれかから選ばれたものであることを特徴とするフ
ォトリフラクティブ材料組成物。
In a photorefractive material composition in which an inorganic photorefractive material is mixed with an organic aromatic compound, the organic aromatic compound is a metal phthalocyanine,
A photorefractive material composition, which is selected from any one of porphyrin, TCNQ, TTF, a benzene substitution product, perylene, stilbene, azobenzene, benzylidene, acridine, fluorene, a heterocyclic compound and tinolin.

【0024】無機フォトリフラクティブ材料を無機高分
子中に混合したフォトリフラクティブ材料組成物におい
て、前記無機高分子中がポリサルファナイトライド,ポ
リシリケート,ポリフォスファゼン,ポリフォスフェー
ト及びポリボラジン等のいずれかから選ばれたものであ
ることを特徴とするフォトリフラクティブ材料組成物。
In a photorefractive material composition in which an inorganic photorefractive material is mixed in an inorganic polymer, the inorganic polymer is one of polysulfanilide, polysilicate, polyphosphazene, polyphosphate and polyborazine. A photorefractive material composition characterized by being selected.

【0025】無機フォトリフラクティブ材料を有機金属
高分子中に混合したフォトリフラクティブ材料組成物。
A photorefractive material composition in which an inorganic photorefractive material is mixed in an organometallic polymer.

【0026】無機フォトリフラクティブ材料とアルカリ
金属,遷移金属及びこれらの合金等から選ばれた金属と
混合したことを特徴とするフォトリフラクティブ材料組
成物。
A photorefractive material composition obtained by mixing an inorganic photorefractive material with a metal selected from alkali metals, transition metals and alloys thereof.

【0027】無機フォトリフラクティブ材料をアルカリ
金属,遷移金属及びこれらの合金等から選ばれた金属の
塩の格子中に埋め込んだことを特徴とするフォトリフラ
クティブ材料組成物。
A photorefractive material composition comprising an inorganic photorefractive material embedded in a lattice of a salt of a metal selected from alkali metals, transition metals and alloys thereof.

【0028】無機フォトリフラクティブ材料を無機ガラ
ス中に混合したフォトリフラクティブ材料組成物におい
て、該ガラスがシリケート,ボロシリケート及び鉛−錫
フルオロシリケートガラス等のいずれかから選ばれたも
のであることを特徴とするフォトリフラクティブ材料組
成物。
In a photorefractive material composition in which an inorganic photorefractive material is mixed in an inorganic glass, the glass is selected from silicate, borosilicate, lead-tin fluorosilicate glass and the like. Photorefractive material composition.

【0029】フォトリフラクティブ材料組成物を用いた
ことを特徴とする電気光学素子、レーザ波長変換素子,
光電子スイッチ,空間光変調素子,位相ロック構造レー
ザ,4波混合装置,フォトリソグラフィ装置,画像乱れ
校正装置,光学フィルタ,光学メモリ装置,光学ロジッ
クゲート,光学コンピュティング装置,ホログラフィッ
ク装置,光学ホモダイン通信装置,位相共役装置,光学
増幅装置,光双安定素子,光共振素子,光振動素子,強
誘電粒子あるいは半導体素子も本発明の範囲に含まれ
る。
An electro-optical element, a laser wavelength conversion element, characterized by using a photorefractive material composition,
Optoelectronic switch, spatial light modulator, phase-locked structure laser, four-wave mixing device, photolithography device, image disturbance calibration device, optical filter, optical memory device, optical logic gate, optical computing device, holographic device, optical homodyne communication A device, a phase conjugation device, an optical amplification device, an optical bistable element, an optical resonant element, an optical oscillating element, a ferroelectric particle or a semiconductor element is also included in the scope of the present invention.

【0030】電気光学結晶を用いた本発明の組成物は、
膜厚0.1 ないしは500μの連続的な固相フィルムと
して、従来周知のスピンコート,モールド等の方法によ
り形成できる。本発明の組成物の分子組成構造は分散媒
質の選定及び種類により制御できる。本発明の組成物は
良好な耐熱性と化学的安定性を示す。
The composition of the present invention using an electro-optic crystal is
A continuous solid-phase film having a thickness of 0.1 to 500 μ can be formed by a conventionally known method such as spin coating or molding. The molecular composition structure of the composition of the present invention can be controlled by the selection and type of dispersion medium. The composition of the present invention exhibits good heat resistance and chemical stability.

【0031】本発明の組成物のフォトリフラクティブ測
定は2光ビーム結合,縮退4波混合等用途に応じて実施
される。
The photorefractive measurement of the composition of the present invention is carried out depending on the application such as two-light beam coupling and degenerate four-wave mixing.

【0032】本発明をさらに具体化して大きなフォトリ
フラクティブ特性を示すフォトリフラクティブ組成物を
提供できる。応答時間はミリ秒からサブピコ秒の範囲で
組成物の種類に応じて選定できる。フォトリフラクティ
ブ特性は分散媒質へのフォトリフラクティブ材料の混合
量により顕著に変化する。本発明を更に展開し、フラー
レンのナノ微粒子を、多数の量子ドットの協同相互作用
による励起子可干渉長の増大に基づく、フォトリフラク
ティブ特性の増幅を可能とする量子ドット格子として適
用できる。有機高分子と電気光学材料からなる量子ドッ
ト格子のフォトリフラクティブ特性を評価し、他材料よ
り数桁優れることを観測した。フォトリフラクティブ材
料をドープしたガラスは、フォトリフラクティブ分子が
ガラス状態の環境に置かれることによりバルクと表面の
両者からの寄与による寿命の増大に起因して、例外的に
大きなフォトリフラクティブ特性を示した。さらに、フ
ォトリフラクティブ材料をドープしたガラスは比較的低
入力でフォトリフラクティブ現象を観測できる簡便な系
を提供する。
The present invention can be further embodied to provide a photorefractive composition exhibiting great photorefractive properties. The response time can be selected in the range of milliseconds to subpicoseconds according to the type of composition. The photorefractive characteristics change significantly depending on the amount of the photorefractive material mixed in the dispersion medium. By further developing the present invention, the fullerene nanoparticles can be applied as a quantum dot lattice that enables amplification of photorefractive characteristics based on an increase in exciton coherence length due to cooperative interaction of a large number of quantum dots. We evaluated the photorefractive properties of quantum dot lattices composed of organic polymers and electro-optic materials, and observed that they were several orders of magnitude better than other materials. Glasses doped with photorefractive materials exhibited exceptionally high photorefractive properties due to the increased lifetime due to contributions from both the bulk and surface due to the photorefractive molecules being placed in a glassy environment. Furthermore, glasses doped with photorefractive materials provide a convenient system for observing photorefractive phenomena at relatively low input.

【0033】[0033]

【作用】本発明はこのように構成されているので、従来
に優る高性能のフォトリフラクティブ組成物が提供さ
れ、各種の光学用途に好適に使用できる。
Since the present invention is constituted in this way, a high-performance photorefractive composition superior to conventional ones is provided and can be suitably used for various optical applications.

【0034】[0034]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明の効果をより詳
細に説明する。
EXAMPLES The effects of the present invention will be described in more detail below with reference to examples.

【0035】(実施例1)2gのポリメチルメタクリレ
ート(PMMA)をトルエンに溶解し撹拌した。これに
20mgのチタン酸バリウム粉末を加え、混合溶液をさら
に3ないし4時間撹拌した。本発明の組成物の薄膜は基
板に該溶液をスピンコートすることにより得た。
Example 1 2 g of polymethylmethacrylate (PMMA) was dissolved in toluene and stirred. To this, 20 mg of barium titanate powder was added, and the mixed solution was further stirred for 3 to 4 hours. A thin film of the composition of the present invention was obtained by spin-coating the substrate with the solution.

【0036】(実施例2)1gのフッ化ビニリデン−ト
リフルオロエチレンのコポリマをMEKに溶解し、撹拌
した。これに10mgのKNbO3 を加え、混合溶液をさ
らに5時間撹拌した。本発明の組成物のフィルムをスピ
ンコートにて作製した。同様に、ベンゼン溶液により、
ポリスチレンを用いた本発明の組成物を作製した。
Example 2 1 g of vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer was dissolved in MEK and stirred. To this was added 10 mg of KNbO 3 and the mixed solution was stirred for another 5 hours. A film of the composition of the present invention was produced by spin coating. Similarly, with a benzene solution,
A composition of the present invention using polystyrene was prepared.

【0037】(実施例3)1gの強誘電性ポリ尿素をT
HFに溶解し、室温で撹拌した。これに10mgのBSO
を加え、混合溶液をさらに2時間撹拌した。本発明の組
成物の透明な可とう性のあるフィルムを溶媒蒸発により
作製した。
(Example 3) 1 g of ferroelectric polyurea was added to T
It was dissolved in HF and stirred at room temperature. Add 10 mg of BSO to this
Was added and the mixed solution was stirred for another 2 hours. A transparent, flexible film of the composition of the invention was prepared by solvent evaporation.

【0038】(実施例4)2gのナイロン−66を90
%の蟻酸に室温で溶解し、これに20mgのBSOのナノ
微粒子を加え、混合溶液をさらに室温で2ないし3時間
撹拌した。此の分散液から本発明の組成物のフィルムを
作製した。
Example 4 2 g of nylon-66 was added to 90
% Formic acid at room temperature, 20 mg of BSO nanoparticles were added thereto, and the mixed solution was further stirred at room temperature for 2 to 3 hours. A film of the composition of the present invention was prepared from this dispersion.

【0039】(実施例5)無定形ナイロン(商品名Zyte
l330)をメタンスルフォン酸に2.5 重量%溶解
し、これにニオブ酸バリウム/カリウム(BNN)を加
え、混合溶液をさらに室温で減圧下で均一となるまで数
日撹拌した。本発明の組成物フィルムは押出し成型で作
製し、残渣の酸を微量の水で洗浄した。此の分散液から
フォトリフラクティブ測定に十分良好な、光学品質の本
発明の組成物のフィルムを作製した。 (実施例6)溶融した鉛−錫フルオロリン酸ガラス(L
TF)スラリにBaTiO3 の微結晶(粉末)を激しく
撹拌しながら加えた。このLTFガラスの組成は、Pb
2(5.1%mol),SnF2(52.2%mol),SnO
(10.5%mol)及びP25(32.1%mol)である。
混合物は炭素るつぼ中で400℃に加熱し、初期の溶融
反応が終了後、3.0mgのBaTiO3を加え完全に混合
した。この過程で、BaTiO3 はLTFガラス中に取
り込まれた。本発明の透明なフィルムは混合物を300
℃に冷却し、予熱しておいた2枚のガラス板中にはさん
で作製した。LTFガラスは融点が低いことに特長があ
る。このように作製したLTF−BaTiO3 組成物は
高い透明性,化学的安定性,良好な光沢,耐久性及び硬
度を示した。
(Example 5) Amorphous nylon (trade name: Zyte
1330) was dissolved in methanesulfonic acid at 2.5% by weight, barium niobate / potassium (BNN) was added thereto, and the mixed solution was further stirred at room temperature under reduced pressure for several days until it became homogeneous. The composition film of the present invention was prepared by extrusion and the residual acid was washed with a trace amount of water. From this dispersion a film of the composition of the invention of optical quality was prepared, which was good enough for photorefractive measurements. (Example 6) Molten lead-tin fluorophosphate glass (L
BaTiO 3 crystallites (powder) were added to the TF) slurry with vigorous stirring. The composition of this LTF glass is Pb
F 2 (5.1% mol), SnF 2 (52.2% mol), SnO
(10.5% mol) and P 2 O 5 (32.1% mol).
The mixture was heated to 400 ° C. in a carbon crucible and after the initial melting reaction was complete, 3.0 mg BaTiO 3 was added and mixed thoroughly. During this process, BaTiO 3 was incorporated into the LTF glass. The transparent film of the present invention contains 300
It was prepared by sandwiching it between two glass plates that had been cooled to ℃ and preheated. LTF glass is characterized by its low melting point. The LTF-BaTiO 3 composition thus prepared exhibited high transparency, chemical stability, good gloss, durability and hardness.

【0040】(実施例7)2gの無機高分子、ポリ(フ
ォスファラスニトリルクロライド)を25mlのベンゼン
に溶解し、これに10mgのSBNを加えた。混合溶液を
室温で6時間撹拌した。此の分散液から本発明の組成物
の超薄膜フィルムを作製した。同様に、温ベンゼン溶液
を用いて、ポリ(ジフェニルフォスファゼン)を用いた
本発明の組成物を作製した。
Example 7 2 g of an inorganic polymer, poly (phospharus nitrile chloride), was dissolved in 25 ml of benzene, and 10 mg of SBN was added thereto. The mixed solution was stirred at room temperature for 6 hours. An ultrathin film of the composition of the present invention was prepared from this dispersion. Similarly, a composition of the present invention using poly (diphenylphosphazene) was prepared using a warm benzene solution.

【0041】(実施例8)1gのポリ(3−ドデシルチ
オフェン)を5mlのトルエンに溶解し、これに10mgの
SBNを加えた。混合溶液を室温で激しく数時間撹拌し
た。此の分散液から溶媒蒸発により、本発明の組成物の
フィルムを作製した。同様に、アルキル基をブチル,ヘ
キシル及びオクチルとした各種ポリ(3−アルキルチオ
フェン)を用いた本発明の組成物を作製した。
Example 8 1 g of poly (3-dodecylthiophene) was dissolved in 5 ml of toluene, and 10 mg of SBN was added thereto. The mixed solution was vigorously stirred at room temperature for several hours. A film of the composition of the present invention was prepared from this dispersion by solvent evaporation. Similarly, compositions of the present invention were prepared using various poly (3-alkylthiophenes) in which the alkyl groups were butyl, hexyl and octyl.

【0042】(実施例9)ポリ(7−オキソ−7、10
H−ベンズ−イミダゾ「4′,5′:5,6]−ベンズ
イミダゾ[2,1−a]イソキノリン−3,4:10,
11−テトライル−10カルボニル)(略号BBL)を
1,2,4,5−テトラアミノベンゼンと1,4,5,
8−ナフタレンテトラカルボン酸を窒素で脱ガスしたポ
リリン酸中の縮合反応により合成した。ヘテロ共役BB
L高分子のスラリをメタノール溶液から濾過し、メタン
スルフォン酸に溶解した。これに5mgのInPを加え、
混合物を室温で3時間激しく撹拌した。本発明の組成物
のフィルムを、該混合液を塗工、150℃にて真空乾燥
後、酸の残渣を水洗して作製した。高温での溶媒蒸発に
より作製したフィルムは酸化雰囲気中でも高い引張り強
度と優れた耐熱性を示した。同様にして、他のフォトリ
フラクティブ材料と高分子を用いた本発明の組成物を作
製した。
Example 9 Poly (7-oxo-7,10
H-benz-imidazo "4 ', 5': 5,6] -benzimidazo [2,1-a] isoquinoline-3,4: 10,
11-Tetrayl-10carbonyl) (abbreviation BBL) was added to 1,2,4,5-tetraaminobenzene and 1,4,5,5.
8-Naphthalenetetracarboxylic acid was synthesized by condensation reaction in nitrogen-degassed polyphosphoric acid. Heteroconjugate BB
The L polymer slurry was filtered from a methanol solution and dissolved in methanesulfonic acid. Add 5 mg of InP to this,
The mixture was vigorously stirred at room temperature for 3 hours. A film of the composition of the present invention was prepared by applying the mixed solution, vacuum drying at 150 ° C., and washing the acid residue with water. The film produced by solvent evaporation at high temperature showed high tensile strength and excellent heat resistance even in an oxidizing atmosphere. Similarly, a composition of the present invention using another photorefractive material and a polymer was prepared.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、従来に優る高性能のフ
ォトリフラクティブ組成物が提供され、各種の光学用途
に好適に使用できる。
According to the present invention, a high-performance photorefractive composition superior to conventional ones is provided and can be suitably used for various optical applications.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】無機フォトリフラクティブ材料を他の材料
中に分散したものよりなることを特徴とするフォトリフ
ラクティブ材料組成物。
1. A photorefractive material composition comprising an inorganic photorefractive material dispersed in another material.
【請求項2】無機フォトリフラクティブ材料を他の材料
中に分散したものを用いることを特徴とするフォトリフ
ラクティブ装置。
2. A photorefractive device using an inorganic photorefractive material dispersed in another material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007516143A (en) * 2003-10-23 2007-06-21 カウンシル・オブ・サイエンティフィック・アンド・インダストリアル・リサーチ Composition for preparing high concentration fullerene (C60) glass and method for preparing large single layer glass
US7473514B2 (en) * 2005-10-20 2009-01-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Sulfur-containing dispersant and sulfide phosphor paste composition comprising the same

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