JPH08179389A

JPH08179389A - 非線形光学材料及び非線形光導波路素子

Info

Publication number: JPH08179389A
Application number: JP32223994A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hirota; 一雄広田; Masahiro Hosoda; 雅弘細田; Kazuo Tai; 和夫田井
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】大きな２次以上の非線形光学効果を示し、光
伝搬損失の少ない非線形光学材料及びそれを用いてなる
非線形光導波路素子を提供する。【構成】有機非線形光学化合物が高分子物質に配合さ
れてなる非線形光学化合物配合高分子組成物及び又は有
機非線形光学化合物が高分子化合物に結合されてなる非
線形光学化合物担持高分子化合物において、高分子化合
物の水素の少なくとも７０％が重水素によって置換され
てなることを特徴とする非線形光学材料及び上記非線形
光学材料を有機非線形光学層に含有することを特徴とす
る非線形光導波路素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光集積回路等に利用さ
れる非線形光学材料及び非線形光学導波路素子に関し、
さらに詳しくは、大きな二次または三次の非線形光学特
性を有する有機非線形光学化合物が重水素置換高分子中
に含有されてなる非線形光学材料ならびに、この材料を
含有する非線形光学導波路素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明の非線形光学材料は、機能性の光
学素子や光学部品に使用して非線形光学効果を発現する
素材物質のことである。ここにいう非線形光学効果と
は、外部強電界により誘起される原子や分子の分極にお
いて、非線形分極が無視できなくなった結果生じる光学
効果をいう。例えば、２次の非線形光学効果ではポッケ
ルス効果、パラメトリック発振、第２高調波発生（ＳＨ
Ｇ）等が、また、３次の非線形光学効果ではカー効果、
静電誘導ＳＨＧ、第３高調波発生（ＴＨＧ）、光強度に
よる屈折率の変化などが知られている。２次非線形光学
効果は、波長変換（ＳＨＧ）素子、電気光学変調器等
に、３次の非線形光学効果は、波長変換（ＴＨＧ）素
子、高速光シャッター光演算、光双安定性素子、光スイ
ッチング等への応用が可能である。

【０００３】非線形光学材料としては、従来から、リン
酸二水素化カリウム（ＫＤＰ）やニオブ酸リチウム（Li
NbO₃）等の無機強誘電体が知られ（Landolt-Bormstein
NewSeries, Group III, Grystaland Solid State Physi
cs, Vol 12)、光周波数逓倍素子として実用化されてい
る（新版レーザーハンドブック、第４３２頁〜第４４０
頁、朝倉書店）。しかし、これらの無機強誘電体より大
きい非線形光学応答を示す2-メチル-4- ニトロアニリン
（ＭＮＡ）が、１９７９年にB. F. Levineらによって発
見されて以来、有機非線形光学材料の研究開発が積極的
に行われている。

【０００４】これら有機非線形光学材料は、無機強誘電
体より大きい非線形光学定数、速い非線形光学応答や高
い破壊しきい値等が期待できる点で新しい光学材料とし
ての用途展開が期待できる上に、分子設計やデバイス化
の多様性を有するという利点を有し、将来のオプトエレ
クトロニクス分野の基幹材料として注目されている。

【０００５】実際、ＭＮＡ、1-(4- ニトロフェニル)-3,
5-ジメチルピラゾール（ＤＭＮＰ）、(2,2- ジシアノビ
ニル) アニソール（ＤＩＶＡ）や4'- ニトロベンジリデ
ン-3-アセトアミノ-4- メトキシアニリン（ＭＮＢＡ）
から得られるバルク単結晶は、波長変換材料として用い
られている。それらの材料をファイバー型やスラブ型光
導波路に加工して、光周波数逓倍素子として試作されて
いる（光機能材料、第４１頁〜第１０５頁、共立出
版）。

【０００６】また、4-〔N-(2- ヒドロトキシエチル)-N-
エチルアミノ〕-4'-ニトロアゾベンゼン (ＤＲ-1）をメ
タクリル酸エステルの側鎖に導入し、印加電場によって
配向させることにより発現するポッケルス効果を用いた
電気光学変調器の試作が報告されている。さらに、大き
な３次の非線形光学効果を示すポリジアセチレンをスラ
ブ型光導波路に応用し、光スイッチング素子へ展開した
例も示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、非線形光学効
果を示す材料を用いて、光素子を作成する場合には、光
導波路を構築する必要がある。光導波路内で、効率的に
非線形光学効果を発現させるためには、用いる材料が、
大きな非線形光学定数を有し、光の伝搬特性に優れてい
ることが望まれる。

【０００８】一般にこれらの光導波路を使用する際の光
源の波長は1.３μｍもしくは1.５μｍ帯のものが使用さ
れるが、有機材料の炭素ー水素、酸素ー水素結合はこの
領域に吸収を持ち、光の透過性が落ち、損失が大きくな
る。

【０００９】一般に、非線形光学定数は、非線形光学化
合物の含有量を多くすることにより、大きくなることが
知られている。上記に記載した材料を用いて光素子を形
成させる場合、非線形光学化合物の含有量を増加させる
必要がある。しかしながら、非線形光学化合物の含有量
を多くすると、化合物の凝集や結晶化が起こり、光学的
に透明かつ均一な導波路が得られない等の現象が観察さ
れていた。その結果、光伝搬損失特性が、非常に低下す
るといった問題が生じ、光素子を構築するのが非常に困
難であった。さらに、非線形光学材料を用い、配向を行
なうことで非線形光学効果を発現させることが必要とさ
れるが、一般には配向の緩和が起こり、非線形光学効果
が失われていく問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
点に鑑みて鋭意検討した結果、非線形光学化合物を配合
もしくは担持させる高分子材料に、その構成分子鎖の水
素を重水素により置換した材料を用いることで、大きな
二次及び三次の非線形光学特性を示し、なおかつ透明性
に優れ光の損失の少ない非線形光学材料を得た。さら
に、本発明者らは、上記の非線形光学材料を用いること
により、光変調特性、光スイッチング特性、光双安定性
の優れた非線形光学導波路素子を得た。即ち、本発明
は、有機非線形光学化合物が高分子物質中に溶解もしく
は分散してなる非線形光学化合物配合高分子組成物及び
又は有機非線形光学化合物が高分子化合物に結合又は配
位されてなる非線形光学化合物担持高分子化合物を含有
する非線形光学材料において、高分子化合物中の水素の
少なくとも７０％が重水素によって置換されているもの
よりなることを特徴とする非線形光学材料を要旨とする
ものであり、また、この非線形光学材料を含有してなる
非線形光学導波路素子を要旨とするものである。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。有機非線
形光学化合物としては、前記した2-メチル-4- ニトロア
リニン (ＭＮＡ) 、1-(4- ニトロフェニル)-3,5-ジメチ
ルピラゾール (ＤＭＮＰ) 、2-(2,2-ジシアノビニル）
アニソール（ＤＩＶＡ）、4'- ニトロベンジリデン-3-
アセトアミノ-4- メトキシアニリン（ＭＮＢＡ）、4-
〔 N-(2-ヒドロキシエチル）-N-エチルアミノ〕-4'-ニ
トロアゾベンゼン（ＤＲ-1）、その他、4-ニトロアニリ
ン、2-ニトロアニリン、3-ニトロアニリン、2-メチル-4
- ニトロアニリン、2-メチル-4- ニトロ-N- メチルアニ
リン、4-ニトロ-N- シアノメチルアニリン、N,N-ジメチ
ル-4- ニトロアニリン、2-アミノ-5- ニトロピリジン、
2-(N- シクロオクチル) アミノ-5- ニトロピリジン、4-
〔 1-(2-メチロール) ピロリジニル〕- ニトロベンゼ
ン、2-〔 1-(2-メチロール) ピロリジニル〕-3- ニトロ
ピリジン、2-〔N-(α- メチルベンジル) アミノ〕-5-
ニトロピリジン、メチル-N-(2,4-ジニトロフェニル) ア
ラニネート、1-(4- ニトロフェニル)-3,5-フェニルピロ
ール、2,4-ジニトロアニリン、2-フルオロニトロベンゼ
ン、4-フルオロニトロアニリン、2-クロロ-4- ニトロア
ニリン、2-ブロモ-4- ニトロアニリン、4-ニトロ-2-(N-
アセチル) アミノ-N,N- ジメチルアニリン、3-メチル-4
- ニトロピリジンN-オキサイド、4-ニトロアニソール、
4-ニトロトルエン、4-シアノアニリン、4-シアノ-N,N-
ジメチルアニリン、4-シアノアニソール、4-シアノトル
エン、4-アミノアセトフェノン、4-N,N-ジメチルアミノ
ピリジンンN-オキサイド、4-N,N-ジメチルアミノ- β-
ニトロスチレン、4- N,N- ジメチルアミノシンナムアル
デヒド、4-メトキシシンナムアルデヒド、1-(4-N,N- ジ
メチルアミノフェニル)-4-ニトロブタ-1,3- ジエン、1-
(4- シアノフェニル)-4-(4-N,N- ジメチルアミノフェニ
ル)-ブタ-1,3- ジエン、4-ニトロ- トランス- スチルベ
ン、4-クロロ- トランス- スチルベン、トランス-4- ア
ザスチルベン、4-アミノ- トランス- スチルベン、4-N,
N-ジメチルアミノ- トランス- スチルベン、4-アミノ-
4'-ニトロ- トランス- スチルベン、4-N,N-ジメチルア
ミノ-4'-ニトロ- トランス- スチルベン、3-メチル-4-
メトキシ-4'-ニトロ- トランス- スチルベン、4-メチル
-4'-ニトロ -トランス- スチルベン、4-クロロ-4'-ニト
ロ- トランス- スチルベン、4-メトキシ-4'-シアノ- ト
ランス- スチルベン、4-N,N-ジメチルアミノ-4'-クロロ
- トランス-スチルベン、4 -N,N- ジメチルアミノ-4'-
アザスチルベンN-オキサイド、2-(4-シアノメチレン-
シクロヘキサ-2,5- ジエニリジン) イミダゾリジン、2-
(4- ジシアノメチレン- シクロヘキサ-2,5- ジエニリジ
ン) イミダゾリジン、4-〔 (1-メチル−4-(1H)- ピリジ
ニデン) エチリデン〕2,5-シクロヘキサジエン-1- オ
ン、3-エチル -2-〔 2-(4-オキソ-2,5- シクロヘキサジ
エニリデン) エチリデン〕-2,3- ジヒドロベンゾチアゾ
ール、2-〔 6-(4-カルボキシフェニルアミノ) シクロヘ
キサ-2,4- ジエニリデン〕-3- エチル-2,3- ジヒドロキ
シベンゾチアゾール、モノメチルウレア、sym-ジメチル
ウレア、テトラメチルウレア、N,N'- ジ(4-エチルカル
ボキシル) フェニル- メチレンジアミン、テトラメチル
テトラチアフルバレン・シアノエトキシカルボニルメチ
レン結合物（電荷移動錯体）、N-メチルメロシアニン、
N-オクタデシルメロシアニン等、各種の従来公知又は未
知の非線形光学特性を有する有機化合物が使用できる。

【００１２】これらの中でも特に本発明の効果を発現す
る上で有望な物質としては、一般式〔１〕で表される化
合物（以下、〔１〕化合物と略称する。）である。

【００１３】

【化３】

【００１４】（上式中、π_i〜π_kは、それぞれ、単環
式あるいは縮合多環式のｉ員環の環化合物、ｊ員環の環
化合物及びｋ員環の環化合物からなるπ電子共役系の環
状化合物、−Ｘ＝Ｙ−は各環状化合物を連結する共役系
の連結子で、このＸ及びＹは、それぞれＣＨ、Ｎ及びＮ
→Ｏからなる群より選ばれた一対の原子又は原子団の組
み合わせ、ｎは、π_k系環状化合物・連結子対群の単位
数で、０以上の整数、Ａ₁〜Ａ_iqは、ｉ員環の環化合物
のｉｑ個の置換基で、それぞれ水素原子、アルキル基あ
るいは電子吸引基、Ｂ₁〜Ｂ_jqは、ｊ員環の環化合物の
ｊｑ個の置換基で、それぞれ水素原子、アルキル基ある
いは電子供与基、Ｒ₁〜Ｒ_kqは、ｋ員環の環化合物のｋ
ｑ個の置換基で、それぞれ水素原子あるいはアルキル基
を表す。ただし、Ａ₁〜Ａ_iqの少なくとも一つは電子吸
引基であり、Ｂ₁〜Ｂ_jqの少なくとも一つは電子供与基
であり、π_k系環状化合物・連結子対群は、各単位毎に
環状化合物の単環の員環数、環種、あるいは縮合環の環
数及び員環数、環種の組合わせ、各置換基の種類、配
置、及び又は、連結子の種類、向き、結合位置等の構造
構成が同じか又は異なる環状化合物・連結子対群を表
す。）

【００１５】ここで、π電子共役系の環状化合物である
π_i〜π_kの各骨格構成体の具体的例としては、ベンゼ
ン環、ピリミジン環、オキサゾール環、フラン環、チア
ゾール環、チアジアゾール環、オキサチアゾール環、ベ
ンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾオキ
サチアゾール環、ナフタレン環、アントラセン環、イソ
キノリン環等の芳香族化合物が挙げられる。これらうち
で特に好ましい構成体は、ベンゼン環、チアゾール環、
チアジアゾール環、ベンゾチアゾール環、ナフタレン環
等である。

【００１６】原子又は原子団の対Ｘ及びＹの組み合わせ
よりなる連結子−Ｘ＝Ｙ−の例としては、−ＣＨ＝ＣＨ
−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝（Ｎ→Ｏ）
−、−Ｎ＝（Ｎ→Ｏ）−等の分子式によって表される、
それぞれ、ビニレン基、アゾメチン基、アゾ基、ニトロ
ン基、アゾキシ基等の基が挙げられる。

【００１７】Ｂ₁〜Ｂ_jqにおける電子供与基は、−
Ｒ'₁、−ＯＲ'₁、−ＳＲ'₁、−ＮＲ'₁Ｒ'₂、−Ｎ=₁Ｒ'₂
等の一般式で表される基が好例として挙げられる。ここ
でＲ'₁及びＲ'₂は、それぞれ水素原子、炭素数１〜６の
アルキル基、炭素数４〜８のシクロアルキル基及び−
（ＣＨ₂)_pＯＨ、−（ＣＨ₂)_pＳＨ、−（ＣＨ₂)_pＮＨ
₂等のアルキル基誘導体（ここで、p は、１〜６の整数
である。）からなる群より選ばれた基である。また、₁
Ｒ'₂は、シクロアルキレン基を表し、−Ｎ= の = は、
₁Ｒ'₂の両端の結合基が窒素原子の２個の結合基と環状
に連結している様を表示する。

【００１８】電子供与基の具体例としては、アルキル
基、フェノール基、アルキルエーテル基、チオフェノー
ル基、アルキルチオエーテル基、アミノ基、アルキルア
ミン基、ジアルキルアミン基、シクロアルキルアミン
基、シクロアルキレンアミン基あるいはそれらの基のア
ルキル基末端に水酸基、チオール基、アミノ基が置換し
た誘導体等が挙げられる。

【００１９】電子供与基として特に好適な例は、上記ア
ミノ基又はアミノ基誘導体−ＮＲ'₁Ｒ'₂が推奨される。

【００２０】Ａ₁〜Ａ_iqにおける電子吸引基としては、
ハロゲン原子、ケトン基、アルデヒド基、カルボキシル
基、ニトロ基、ニトリル基、ニトロビニル基、アルデヒ
ドビニル基、ニトロブタジエニル基、ジシアノビニル
基、トリシアノビニル基、アルキルスルホニル基、パー
フルオロアルキルスルホニル基、アザ芳香環N-オキサイ
ド基等が挙げられる。ここで、ハロゲン原子としては、
フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好適例である。ま
た、パーフルオロアルキルスルホニル基としては、一般
式〔２〕で表される基が好適に使用し得る。

【００２１】

【化４】

【００２２】ここで、メチレン基の繰り返し単位数ｌ
は、０から２まで、パーフルオロアルキレン基の繰り返
し単位数ｍは、１から１０までの値を有する基が好適例
として推奨される。また、置換基Ｚは、水素原子、電子
吸引基あるいは連結性誘導基を表し、この電子吸引基と
しては、ハロゲン原子、ニトロ基、ジシアノビニル基及
びトリシアノビニル基からなる群より選ばれた基が好適
例として推奨される。なお上記のハロゲン原子として
は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好適例として挙
げられる。

【００２３】また、連結性誘導基とは、高分子主鎖ある
いは側鎖（又は置換基）に共有結合、イオン結合、配位
結合等の結合によって連結し得る官能性置換基のことで
あって、アルデヒド基、カルボキシル基、カルボキシル
アニオン基、ジカルボン酸無水物基、ジカルボン酸モノ
アミド基、スルフォン酸基、スルフォン酸アニオン基、
水酸基、メチロール基、メチロールアミノ基、フェノー
ル基、イソシアネート基、アミノ基、アンモニウムカチ
オン基、エポキシ基、イミノ二酢酸アニオン基等の官能
性置換基が好適な例として挙げられる。

【００２４】一般式〔２〕で表されるパーフルオロアル
キルスルホニル基の具体例としては、Ｆ（ＣＦ₂)_mＳＯ
₂基、ＨＯ（ＣＨ₂)_l( ＣＦ₂)_mＳＯ₂基、ＨＯＯＣ
（ＣＨ₂)_l( ＣＦ₂)_mＳＯ₂基（ｌ＝１〜２、ｍ＝１〜
１０）等が挙げられる。上記したＡ₁〜Ａ_iqにおける電
子吸引基のうちで特に好適な例は、フッ素原子、ニトロ
基、ジシアノビニル基、トリシアノビニル基及びパーフ
ルオロアルキルスルホニル基からなる群より選ばれた基
が挙げられる。

【００２５】置換基Ｒ₁〜Ｒ_kqとしては、それぞれ水素
原子又は炭素数１から８までのアルキル基、例えば、メ
チル基、エチル基、プロピル基、iso-プロピル基、ブチ
ル基、iso-ブチル基、 tert-ブチル基、 sec- ブチル
基、アミル基、iso-アミル基、tert-アミル基、 sec-
アミル基、ヘキシル基、へプチル基、シクロヘキシル
基、オクチル基、 2- エチルヘキシル基が具体例として
挙げられる。

【００２６】上記した〔１〕化合物は、その他の有機非
線形光学化合物と比較して非線形光学効果が優れている
上に、ポーリングが容易であり、多くの担体高分子との
親和性にも優れている等の数々の長所を有する。本発明
にて好適に使用される〔１〕化合物の具体例としては、
以下の化合物が例示される。 4-〔 N-(2-ヒドロキシエチル)-N-エチルアミノ〕-4'-ニ
トロアゾベンゼン（ＤＲ-1；式〔３〕で表される化合
物）、

【００２７】

【化５】

【００２８】4-〔 N-(2-ヒドロキシエチル)-N-エチルア
ミノ〕-4'-パーフルオロブチルスルホニルアゾベンゼン
（ＦＳ-1；式〔４〕にて表される化合物) 、

【００２９】

【化６】

【００３０】4-〔 4-(4-パーフルオロブチルスルホニル
フェニルアゾ）-1- フェニルアゾ〕-N- エチル-N-(2-ヒ
ドロキシエチル）アニリン（ＤＦＳ-1；式〔５〕にて表
される化合物) 、

【００３１】

【化７】

【００３２】4-〔 N-(2-ヒドロキシエチル)-N-エチルア
ミノ〕-4'-フルオロアゾベンゼン、4-〔 N-(2-ヒドロキ
シエチル)-N-エチルアミノ〕-4'-ジシアノビニルアゾベ
ンゼン、4-〔 N-(2-ヒドロキシエチル)-N-エチルアミ
ノ〕-4'-トリシアノビニルアゾベンゼン、4-〔 4-(4-フ
ルオロフェニルアゾ）-1- ナフチルアゾ〕-N- エチル-N
-(2-ヒドロキシエチル）アニリン、4-〔 4-(4-ニトロフ
ェニルアゾ）-1- ナフチルアゾ〕-N- エチル-N-(2-ヒド
ロキシエチル）アニリン、4-〔 4-(4-ジシアノビニルフ
ェニルアゾ）-1- ナフチルアゾ〕-N- エチル-N-(2-ヒド
ロキシエチル）アニリン、4-〔 4-(4-トリシアノビニル
フェニルアゾ）-1- ナフチルアゾ〕-N- エチル-N-(2-ヒ
ドロキシエチル）アニリン、4-〔 4-(2,4-ジパーフルオ
ロブチルスルホニルフェニルアゾ)-1-ナフチルアゾ〕-N
- エチル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニリン、4-〔 4-
(2,4,6-トリパーフルオロブチルスルホニルフェニルア
ゾ)-1-ナフチルアゾ〕-N- エチル-N-(2-ヒドロキシエチ
ル) アニリン、4-〔 4-(4-パーフルオロブチルスルホニ
ルフェニルアゾ) 2,6-ジエチルフェニルアゾ〕-N- エチ
ル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニリン、4-〔 4-(2,4 -
ジパーフルオロブチルスルホニルフェニルアゾ) 2,6-ジ
エチルフェニルアゾ〕-N- エチル-N-(2-ヒドロキシエチ
ル) アニリン、4-〔 4-(2,4,6-トリパーフルオロブチル
スルホニルフェニルアゾ) 2,6-ジエチルフェニルアゾ〕
-N- エチル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニリン、4-〔 4
-(4-パーフルオロブチルスルホニルフェニルアゾ) フェ
ニルアゾ〕-N- エチル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニリ
ン、4-〔 4-(2,4-ジパーフルオロブチルスルホニルフェ
ニルアゾ) フェニルアゾ〕-N- エチル-N-(2-ヒドロキシ
エチル) アニリン、4-〔 4-(2,4,6-トリパーフルオロブ
チルスルホニルフェニルアゾ)フェニルアゾ〕-N- エチ
ル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニリン、4-〔 4-(4-ヒド
ロキシメチレンパーフルオロブチルスルホニルフェニル
アゾ)-1-ナフチルアゾ〕-N- エチル-N-(2-ヒドロキシエ
チル) アニリン、4-〔 4-(4-ヒドロキシメチレンパーフ
ルオロブチルスルホニルフェニルアゾ) 2,6-ジエチルフ
ェニルアゾ〕-N-エチル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニ
リン、4-〔 4-(4-パーフルオロブチルスルホニルフェニ
ルビニレン)-1-ナフチルビニレン〕-N- エチル-N-(2-ヒ
ドロキシエチル) アニリン、4-〔 4-(2,4-ジパーフルオ
ロブチルスルホニルフェニルビニレン)-1-ナフチルビニ
レン〕-N- エチル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニリン、
4-〔4-(2,4,6-トリパーフルオロブチルスルホニルフェ
ニルビニレン) -1- ナフチルビニレン〕-N- エチル-N-
(2-ヒドロキシエチル) アニリン、4-〔 4-(4-パーフル
オロブチルスルホニルフェニルアゾキシ)-1-ナフチルア
ゾキシ〕-N- エチル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニリ
ン、4-〔 4-(2,4-ジパーフルオロブチルスルホニルフェ
ニルアゾキシ)-1-ナフチルアゾキシ〕-N- エチル-N-(2-
ヒドロキシエチル)アニリン、4-〔 4-(2,4,6-トリパー
フルオロブチルスルホニルフェニルアゾキシ) ナフチル
アゾキシ〕-N- エチル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニリ
ン、4-〔 4-(4-パーフルオロブチルスルホニルフェニル
アゾメチン) フェニルアゾメチン〕-N- エチル-N-(2-ヒ
ドロキシエチル) アニリン、4-〔 4-(4-パーフルオロブ
チルスルホニルフェニルアゾメチン)-1-ナフチルアゾメ
チン〕-N- エチル-N-(2-ヒドロキシエチル) アニリン。

【００３３】これらの有機非線形光学化合物は、以下に
例示する２種の存在形態にて高分子物質に含有させるこ
とにより、最も好適に前記した非線形光学効果を発現さ
せることができる。すなわち、第１の形態は、上記した
非線形光学効果を示す１種以上の有機化合物あるいはそ
れらの誘導体を高分子物質に溶解あるいは分散させてな
る非線形光学化合物配合高分子組成物（以下，本高分子
組成物と略称する。）であり、第２の形態は、それらの
有機化合物あるいは化合物群を高分子化合物の主鎖ある
いは側鎖に共有結合、イオン結合、配位結合、包接等の
結合及び又は配位によって担持させた非線形光学化合物
担持高分子化合物あるいはそれらの少なくとも１種を含
有する高分子組成物（以下，本担持高分子化合物と略称
する。）である。なお、上記の高分子物質とは、単一高
分子化合物、２種以上の高分子化合物の混合物（ポリマ
ーブレンドあるいはポリマーアロイ）又はこれら高分子
化合物あるいはそれらの混合物に対して有機化合物及び
あるいは無機化合物（単体元素又は金属を含む）等の物
質を含有する高分子組成物等の物質の総称を意味する。

【００３４】本担持高分子化合物において、担体高分子
に対する有機非線形光学化合物の結合部位は、同化合物
分子のいずれ位置でも構わないが、特に電子吸引基の末
端あるいは電子供与基の末端に設定するのが好ましい。
例えば、〔１〕化合物を本有機非線形光学化合物として
採用する場合、一般式〔２〕で表される電子吸引基の連
結性誘導基又は電子供与基のアルキル基誘導体の前記し
た官能性末端基を担体高分子の官能基と反応・イオン結
合・配位あるい包接せせて結合する方法が推奨される。

【００３５】上記両存在形態とも、全非線形光学材料中
の非線形光学効果を示す有機化合物あるいはそれらの誘
導体、すなわち、有機非線形光学化合物の存在比率は、
0.１〜８０重量％であることが必要である。もし、この
値が0.１重量％を下回る場合は、本発明の効果を十分に
発揮し得ない結果となる。また、８０重量％を上回る場
合には、高分子物質への含有が不充分となり、有機非線
形光学化合物が高分子物質に対して不均質に分散した状
態となり、光伝搬性が著しく低下する。

【００３６】第１の存在形態に比較して第２の存在形態
の場合には、高分子物質中の有機非線形光学化合物の最
大含有量が向上し、電気光学効果の大きな材料が得られ
る。

【００３７】上記高分子物質の主成分をなす高分子化合
物のベースポリマー素材としては、本発明の有機非線形
光学化合物と親和性の高い高分子で、かつ透明性の高い
物質であって、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ4-メチルペンテン-1(TPX) 、エチレン系アイオ
マー、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチ
レン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エス
テル、ポリアクリルニトリル、ポリアクリルアミド、ポ
リビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリプ
ロピレンオキサイド、ポリテトラメチレンオキサイド、
ポリエチレン酢酸ビニル、ポリエチレンビニルアルコー
ル、ポリビニルフェノール、ポリビニルアミン、ポリア
リルアミン、ポリビニルマレイン酸無水物、アクリルニ
トリル−スチレン共重合体、アクリルニトリル−ブタジ
エン−スチレン共重合体、メチルメタクリレート−スチ
レン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン−ス
チレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液
晶ポリエステル、ポリカーボネート（ビスフェノールカ
ーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネ
ート等）、ポリアリレート（ビスフェノール・テレ／イ
ソフタレート等）、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン
６６、ナイロン４６、ナイロン１２、アラミド等）、ポ
リイミド、ポリウレタン、ポリジアリルフタレート、エ
ポキシ樹脂、メラニン樹脂、不飽和ポリエステル、シリ
コーン樹脂、再生セルローズ、酢酸セルローズ、硝酸セ
ルローズ、カルボキシメチルセルローズ、キチン、キト
サン等の高分子物質あるいはこれら高分子の繰返し単位
を主成分とする下記反応性基含有成分を含むその他成分
との共重合体、上記各高分子物質の構成単位を２種以上
含有する共重合体、上記高分子物質を１種以上含有する
ポリマーアロイ又は上記高分子物質の下記反応性基誘導
体等が挙げられる。

【００３８】本担持高分子化合物における好ましい担体
高分子のベースポリマー素材としては、上記例示の高分
子化合物において、カルボキシル基、カルボキシルアニ
オン基、スルフォン酸アニオン基、水酸基、メチロール
基、メチロールアミノ基、フェノール基、イソシアネー
ト基、アミノ基、アンモニウムカチオン基、エポキシ
基、イミノ二酢酸アニオン基等の本有機非線形光学化合
物又はその誘導体と化学結合（共有結合、イオン結合又
は配位結合）あるいは包接化し得る官能基を含有する高
分子化合物、あるいは、本有機非線形光学化合物又はそ
の誘導体をモノマー単位、共重合単位、構成単位あるい
は共構成単位とする高分子化合物等が挙げられる。

【００３９】上記各高分子化合物ベースポリマー素材に
おいて、炭素、窒素、酸素等の構成原子に結合する水素
原子の少なくとも７０％が重水素によって置換されてな
る化合物が本発明の非線形光学材料の対象とする高分子
物質の主構成物である。高分子化合物における水素原子
の重水素置換の方法は、溶液状の高分子化合物ベースポ
リマー素材を重水に浸漬し置換する方法、重水素置換し
たモノマーあるいは高分子の各構成単位を重合する方法
等の従来公知の各方法を採用することができる。

【００４０】上記高分子のうち、特に好適な例として
は、透明性に優れたポリメチルメタクリレート、ポリメ
タクリレート−アクリレート共重合体、ポリスチレン、
ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリアリレート、
ポリエステル、ポリイミド、ポリウレタン、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂等の高分子化合物の重水素化物が挙
げられる。

【００４１】高分子の分子量は、重量平均分子量; Ｍｗ
が3,０００〜1,００0,０００のものが好例として推奨さ
れる。なお、このうち特にＭｗ 5,０００〜１０0,００
０のものが好ましい。

【００４２】本高分子組成物の場合、有機非線形光学化
合物は、上記高分子物質中に溶解及び又は分散させて使
用されるが、後者の場合においても分散状態が均一なも
のが望ましい。

【００４３】本発明の非線形光学材料は、前記したよう
に、〔１〕化合物を高分子物質に配合した本高分子組成
物あるいは本化合物を担持した本担持高分子化合物を含
有する物質が特に好適な材料であるが、これに〔１〕化
合物以外の有機非線形光学化合物、それを配合した高分
子組成物あるいはそれを担持した担持高分子化合物をそ
れぞれ混合配合した高分子組成物も好適に使用すること
ができる。

【００４４】また、高分子自身が非線形光学効果を示す
有機非線形光学材料を含んでもよい。この有機非線形光
学材料の例としては、従来公知のポリジアセチレン誘導
体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリアニリン誘導
体、ポリチオフェン誘導体、ポリジイン誘導体、ポリピ
ロール誘導体、ポリフタロシアニン誘導体等が挙げられ
る。

【００４５】本発明の非線形光学材料には、必要に応じ
て、前記有機非線形光学化合物及びそれを配合又は担持
する高分子物質以外の成分を配合してもよい。例えば、
ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、サリチル酸エス
テル等の光安定剤や、光や熱によって硬化・架橋する感
光性樹脂，熱硬化剤等の配合剤を添加するのも有効であ
る。一般に、これらの配合剤の含有量は、非線形光学材
料に対し0.５〜３０重量％であるが、特に２〜２０重量
％が好ましい。

【００４６】次に、本発明の非線形光学材料を用いて作
成された本発明の非線形光導波路素子について詳述す
る。本発明の非線形光学材料を平板状の基板表面に被覆
し薄膜を形成して非線形光学層とし、そのまま、あるい
はこれに上記非線形光学層より僅か高屈折率の素材より
なる光導波路チャネルを形成して、本発明の非線形光導
波路素子が作成される。上記非線形光学層は、光が素子
中を伝搬する際に非線形光学効果を生じさせる層であ
る。

【００４７】また、本発明の非線形光導波路素子は、基
板表面にまず溝状の光導波路を形成し、その導波路内に
薄膜状の非線形光学層を形成する方法も採用することが
できる。

【００４８】上記非線形光導波路素子の基板の素材例と
しては、石英、パイレックスガラス、グラファイト、シ
リコン、二硫化モリブデン、塩化ナトリウム、塩化カリ
ウム等が主に使用される。基板の厚さは、特に限定され
ないが、0.１ｍｍ以上が好ましい。特に基板の厚さが、
0.１ｍｍより小さいと、基板の平面性と望ましい強度が
得られないという問題が生じる。

【００４９】上記非線形光学層の膜厚は、基板の屈折
率、非線形光学層の屈折率、非線形光学層の非線形感受
率等により異なるが、一般に、0.１〜５μｍが適切であ
る。非線形光学層の膜厚が、0.１μｍより薄いと、充分
な非線形光学効果が得られないという問題が生じ、一
方、非線形光学層の膜厚が５μｍより大きいと、導波光
の制御が困難になるという問題が生じる。特に好ましく
は、0.３〜２μｍの膜厚が推奨される。

【００５０】本非線形光学材料を基板上に製膜する方法
としては、スピンコート法、キャスト法、ディップコー
ト法、溶融プレス法、蒸着法、ＬＢ膜法、エピタキシャ
ル法等の公知の技術を用いることができる。このうち、
スピンコート法が特に好ましい。スピンコート法、キャ
スト法、ディップコート法で製膜する場合には、非線形
光学材料と有機高分子をアセトン、メチルエチルケト
ン、クロロホルム、塩化メチレン、ジオキサン、ＤＭ
Ｆ、ＤＭＡ、ピリジン、トルエン、酢酸エチル等の有機
溶媒に溶解して、この溶液を基板上に塗布する。

【００５１】非線形光導波路素子は、非線形光学層の薄
膜にそのまま光を伝搬させる平板導波路と非線形光学層
よりわずか屈折率の大きな素材にてチャネル状の導波路
を設けて光をそのチャネル路内に導くチャネル型導波路
素子が広く普及している。チャネル型導波路素子の場
合、さらに導波路チャネル材が基板材と同質のものすな
わち基板に溝状に導波路を穿ったものと別種のものとが
ある。後者の場合、その導波路チャネル材の例として
は、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート等
の透明樹脂、ガラス、As₂S₃ 、 As₂S₅、ZnO 、LiTaO₃、
LiTaO₃、Nb₂O₅、Ta₂O₅、Si₃N₄ 等が挙げられる。この
うち、ガラス、ポリメチルメタアクリレート、ZnO が特
に好ましい。

【００５２】本発明の非線形光導波路素子の導波路形状
は、スラブ型、チャネル型、ボール型等の形状のものガ
使用できる。

【００５３】上記の導波路の断面形状及び長さは、導波
路の伝搬損失及び屈折率によるため特に限定されない
が、スラブ型の場合には、導波路層の厚みは0.０５〜３
μｍが適切であり、長さは、１〜３０ｍｍのものがよく
使用される。チャネル型の場合には、チャネル間の距離
は、２〜３０μｍが適切である。

【００５４】スラブ型導波路を作製するには、スピンコ
ート法、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオン
交換法イオン注入法、エピタキシャル法等を用いること
ができる。また、チャネル型導波路を作製するには、イ
オン交換法、ホトリソグラフィー法、エッチング法、ス
パッタリング法、イオン注入法、エピタキシャル法を用
いることができる。好ましくは、エッチング法、イオン
交換法、ホトリソグラフィー法等の方法が好適に使用す
ることができる。

【００５５】本発明の非線形光導波路素子には、必要に
応じて適宜、非線形光学層の上下に電極を設けることが
できる。電極としては、種々の導電体が挙げられるが、
素材としては、ITO 、金、銀、クロム、アルミニウム等
が好適に使用される。本発明の非線形光導波路素子は、
直線型素子、Ｙ分岐型素子、方向性結合型素子、マッハ
チェンダー干渉型素子、ファブリペロー共振器型素子、
分極反転型ＳＨＧ素子の種々の用途の素子に用いること
ができる。

【００５６】本発明の非線形光学層に導波光を励振させ
る場合には、端面結合法、プリズム結合法、グレーティ
ング結合法、ホログラフィク結合法、テーパ結合法等を
用いることができる。

【００５７】

【実施例】以下に本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。実施例１下記式〔４〕で表される化合物（ＦＳ-1) を合成した。
重水素化ポリメチルメタクリレートと式〔４〕の化合物
（モル比＝１００：１０）を混合し、クロロホルム溶液
からガラス基板上にスピンコート法により製膜を行っ
た。触針式膜厚計(Sloan社製，デクタック３０３０）で
測定した薄膜の膜厚は1.２μｍであった。このようにし
て得られた膜を、図１に示すようなコロナ放電装置を用
い、試料を１１０℃に加熱し、１０kv／cmの電界を２分
間印加した。その後、加熱を止め、放冷し、３０℃にな
るまで電界の印加を続けた。電界を切断後、試料を取り
出し、非線形光学定数（ｄ₃₃）を測定した。得られた薄
膜の非線形光学特性を評価するのに、回転メーカーフリ
ンジ法を用いた。ＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザーの偏
光ビーム（波長：1.０６４μｍ）はサンプルに集光され
た。得られた２次の高調波は、分光され、光電子倍管に
より検出された。ボックスカー積分器から得られた平均
出力は、サンプルへの入射ビームの入射角の関数として
コンピューターにより計算された。Ｙカット石英板（ｄ
₁₁＝0.３３pm／Ｖ）を参照サンプルとして用いた。その
結果、試料１から４の２次の非線形光学定数ｄ₃₃の値を
表１に示す。金電極及びアンダークラッド層（SiO₂) を
設けたシリコン基板上に、式〔４〕の化合物と重水素化
ＰＭＭＡを１０：１００のモル比で混合したクロロホル
ム溶液をスピンコート法により薄膜化（膜厚：４μｍ）
した。次に、ポリマーフィルムの表面にエポキシ樹脂を
スピンコート法により製膜した。さらにその上部に必要
な部分に金電極を設けた。基板を１１０℃に加熱し、上
部と下部の金電極の間に１MV／cmの電界を２分間印加
し、式〔４〕の化合物の配向処理を行った。これを３０
℃まで放冷し、電界を遮断した。次に、上部金電極を取
り除いた後にポジ形レジストを塗布し、必要な導波路パ
ターンのマスクを用いてフォトリソグラフィーを行っ
た。その後、レジストをマスクとしてＯ₂を用いたＲＩ
Ｅを行い、光導波路部を残してポリマー部をエッチング
した。その後、レジストを剥離液を用いて取り除いた。
エポキシ樹脂を全体に塗布し、アウタークラッドとし
た。次に、素子駆動用の金電極を光導波路部上部にフォ
トリソグラフィーを用いて形成し、チャネル型導波路か
らなるマッハチェンダー干渉型光素子が形成された。素
子形成後、素子を切り離し、光導波路端面を光学研磨し
た。導波路の幅は５μｍで、長さは２０mmであった。得
られた光導波路素子の構成を図２に示す。Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザーの発振波長（0.６３μｍ）の光を端面結合法によ
り励振させた結果、約３Ｖの半波長電圧が得られた。伝
搬損失は1.９dB／cmであり、電気光学定数は４８pm／Ｖ
の値であった。また、非常に優れた光変調特性を示し、
消光比は２５dBであった。

【００５８】比較例１比較例として式〔４〕の化合物と通常のＰＭＭＡを用
い、実施例１と同様にクロロホルムの溶液を作成し、ガ
ラス基板上にスピンコート法により薄膜を作成した。得
られた薄膜の膜厚は1.５μｍであった。実施例１と同様
に２次の非線形光学定数（ｄ₃₃）を測定した結果を表１
に示す。さらに、金電極及びアンダークラッド層（Si
O₂) を設けたシリコン基板上に、式〔４〕の化合物とＰ
ＭＭＡを１０：１００のモル比で混合したもののクロロ
ホルム溶液をスピンコートし、薄膜化（膜厚：４μｍ）
した。次に、実施例１と同様にして光導波路素子を制作
した。Ｈｅ−Ｎｅレーザーの発振波長（0.６３μｍ）の
光を端面結合法により励振させた結果、約３Ｖの半波長
電圧が得られた。伝搬損失は3.６dB／cmと大きく、電気
光学定数は２８pm／Ｖの値であった。また、光変調特性
を示し、消光比は１５dBであった。それぞれの値とも、
実施例１と比べて劣るものであった。

【００５９】実施例２下記の高分子主鎖の水素が重水素化された式〔６〕の化
合物を合成した。

【００６０】

【化８】

【００６１】なお、式〔６〕は、全ての水素が重水素に
よって置換された構造式を示しているが、同式は本合成
物が実質的にこのような式にて表せることを開示したも
のであって、実際の合成物は、置換率が９９％以上であ
るが、若干の水素を残存するものである。また、非線形
光学効果を示す置換基Ｒの構造式は、式〔７〕で表した
とおりである。（すなわち、同式は、式〔５〕より水酸
基を除いた残基を表す。）実施例１と同様にしてクロロホルムの溶液を作成し、ガ
ラス基板上にスピンコート法により薄膜を作成した。得
られた薄膜の膜厚は1.４μｍであった。実施例１と同様
に２次の非線形光学定数（ｄ₃₃）を測定した結果を表１
に示す。金電極及びアンダークラッド層（SiO₂) を設け
たシリコン基板上に、式〔６〕の化合物（ｍ：ｎ＝１
０：１００）のクロロホルム溶液をスピンコートし、薄
膜化（膜厚：４μｍ）した。次に、実施例１と同様にし
て光導波路素子を制作した。Ｈｅ−Ｎｅレーザーの発振
波長（0.６３μｍ）の光を端面結合法により励振させた
結果、約3.５Ｖの半波長電圧が得られた。伝搬損失は2.
５dB／cmと小さく、電気光学定数は６１pm／Ｖであっ
た。また、光変調特性を示し、消光比は２４dBであっ
た。

【００６２】比較例２下記式〔８〕の化合物を合成した。ここで、非線形光学
効果を示す置換基Ｒは、実施例２の式〔７〕で表される
基と同一物である。

【００６３】

【化９】

【００６４】実施例１と同様にクロロホルムの溶液を作
成し、ガラス基板上にスピンコート法により薄膜を作成
した。得られた薄膜の膜厚は1.３μｍであった。実施例
１と同様に２次の非線形光学定数（ｄ₃₃）を測定した結
果を表１に示す。金電極及びアンダークラッド層（Si
O₂) を設けたシリコン基板上に、式〔８〕の化合物
（ｍ：ｎ＝１０：１００）のクロロホルム溶液をスピン
コートし、薄膜化（膜厚：４μｍ）した。次に、実施例
１と同様にして光導波路素子を制作した。Ｈｅ−Ｎｅ
レーザーの発振波長（0.６３μｍ）の光を端面結合法に
より励振させた結果、約3.５Ｖの半波長電圧が得られ
た。伝搬損失は3.０dB／cmであり、電気光学定数は４０
pm／Ｖの値であった。また、光変調特性を示し、消光比
は１６dBであった。これらの値は、いずれも実施例２よ
りも劣るものであった。

【００６５】実施例３式〔３〕の化合物（ＤＲ-1）と重水素化ＰＭＭＡを用
い、実施例１と同様にクロロホルムの溶液を作成し、ガ
ラス基板上にスピンコート法により薄膜を作成した。得
られた薄膜の膜厚は2.１μｍであった。実施例１と同様
に２次の非線形光学定数（ｄ₃₃）を測定した結果を表１
に示す。さらに、金電極及びアンダークラッド層（Si
O₂) を設けたシリコン基板上に、式〔３〕の化合物と重
水素化ＰＭＭＡを１０：１００のモル比で混合したもの
のクロロホルム溶液をスピンコートし、薄膜化（膜厚：
４μｍ）した。次に、実施例１と同様にして光導波路素
子を制作した。Ｈｅ−Ｎｅレーザーの発振波長（0.６３
μｍ）の光を端面結合法により励振させた結果、約４Ｖ
の半波長電圧が得られた。伝搬損失は2.９dB／cmであ
り、電気光学定数は３９pm／Ｖの値であった。また、光
変調特性を示し、消光比は１８dBであった。

【００６６】比較例３式〔３〕の化合物（ＤＲ-1）とＰＭＭＡを用い、実施例
１と同様にしてクロロホルムの溶液を作成し、ガラス基
板上にスピンコート法により薄膜を作成した。得られた
薄膜の膜厚は1.３μｍであった。実施例１と同様に２次
の非線形光学定数（ｄ₃₃）を測定した結果を表１に示
す。金電極及びアンダークラッド層（SiO₂) を設けたシ
リコン基板上に、式〔３〕の化合物とＰＭＭＡを１０：
１００のモル比で混合したもののクロロホルム溶液をス
ピンコートし、薄膜化（膜厚：４μｍ）した。次に、実
施例１と同様にして光導波路素子を制作した。Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザーの発振波長（0.６３μｍ）の光を端面結合法
により励振させた結果、約4.５Ｖの半波長電圧が得られ
た。伝搬損失は8.１dB／cmと大きく、電気光学定数は１
９pm／Ｖであった。また、光変調特性を示し、消光比は
１０dBであった。これらの値は、いずれも実施例３より
も劣るものであった。以上の各実施例及び比較例につい
ての非線形光学特性及び光伝搬損失特性についての測定
結果を表１に示す。

【００６７】

【表１】

【００６８】上記結果より明らかように、本発明の非線
形光学材料は、従来の同材料に比較して非線形光学特性
が一段と優れ、しかも光伝播損失の少ない材料であるこ
とが明らかとなった。

【００６９】

【発明の効果】本発明の非線形光学材料は、大きい二
次、三次の非線形光学効果を示し、光の損失の少ない伝
搬特性に優れた材料であり、また、機械的強度も優れて
いる。本発明の非線形光学材料を用いることで、非線形
光学化合物の含有量を増加させることができ、大きな非
線形光学効果を容易に発現させることができるため、従
来の材料より優れた光導波路素子を作成することができ
る。さらに、本発明の非線形光学材料を用いることで、
配向後の非線形光学効果を長期にわたり安定的に維持す
ることが可能になり、光変調特性、光スイッチング特
性、光双安定性に優れた非線形光学導波路素子が得られ
る。この光導波路素子は、上記特性を有する上に薄膜に
できるため、高集積可能な光集積回路にとして使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】コロナ放電装置を示す概念図である。

【図２】マッハツエンダー干渉型素子の斜視図である。

【符号の説明】

１コロナ放電器２試料３温度調節試料台４高圧電源５アウタークラッド６上部電極７非線形光導波路８入力光９基板１０下部電極１１アンダークラッド１２出力光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機非線形光学化合物が高分子物質中に
溶解もしくは分散してなる非線形光学化合物配合高分子
組成物及び又は有機非線形光学化合物が高分子化合物に
結合又は配位されてなる非線形光学化合物担持高分子化
合物を含有する非線形光学材料において、高分子化合物
中の水素の少なくとも７０％が重水素によって置換され
ているものよりなることを特徴とする非線形光学材料。
【請求項２】有機非線形光学化合物が、一般式〔１〕
で表される１種以上の化合物あるいはそれらの誘導体が
よりなることを特徴とする請求項１記載の非線形光学材
料。【化１】（上式中、π_i〜π_kは、それぞれ、単環式あるいは縮
合多環式のｉ員環の環化合物、ｊ員環の環化合物及びｋ
員環の環化合物からなるπ電子共役系の環状化合物、−
Ｘ＝Ｙ−は各環状化合物を連結する共役系の連結子で、
このＸ及びＹは、それぞれＣＨ、Ｎ及びＮ→Ｏからなる
群より選ばれた一対の原子又は原子団の組み合わせ、ｎ
は、π_k系環状化合物・連結子対群の単位数で、０以上
の整数、Ａ₁〜Ａ_iqは、ｉ員環の環化合物のｉｑ個の置
換基で、それぞれ水素原子、アルキル基あるいは電子吸
引基、Ｂ₁〜Ｂ_jqは、ｊ員環の環化合物のｊｑ個の置換
基で、それぞれ水素原子、アルキル基あるいは電子供与
基、Ｒ₁〜Ｒ_kqは、ｋ員環の環化合物のｋｑ個の置換基
で、それぞれ水素原子あるいはアルキル基を表す。ただ
し、Ａ₁〜Ａ_iqの少なくとも一つは電子吸引基であり、
Ｂ₁〜Ｂ_jqの少なくとも一つは電子供与基であり、π_k
系環状化合物・連結子対群は、各単位毎に環状化合物の
単環の員環数、環種、あるいは縮合環の環数及び員環
数、環種の組合わせ、各置換基の種類、配置、及び又
は、連結子の種類、向き、結合位置等の構造構成が同じ
か又は異なる環状化合物・連結子対群を表す。）
【請求項３】電子供与基が一般式−ＮＲ'₁Ｒ'₂で表さ
れるアミノ基又はアミノ基誘導体であり、電子吸引基が
フッ素原子、ニトロ基、ジシアノビニル基、トリシアノ
ビニル基及びパーフルオロアルキルスルホニル基からな
る群より選ばれた基であることを特徴とする請求項２記
載の非線形光学材料。（ここで、Ｒ'₁及びＲ'₂は、それ
ぞれ水素原子、炭素数１〜６のアルキル基及び一般式−
（ＣＨ₂)_pＯＨ、−（ＣＨ₂)_pＳＨ又は−（ＣＨ₂)_pＮ
Ｈ₂で表されるアルキル基誘導体（ここで、ｐは１〜６
の整数である。）からなる群より選ばれた基である。）
【請求項４】パーフルオロアルキルスルホニル基が一
般式〔２〕にて表される基であることを特徴とする請求
項３記載の非線形光学材料。【化２】（上式において、ｌは０以上の整数、ｍは１以上の整数
であり、置換基Ｚは、ハロゲン原子、ニトロ基、ジシア
ノビニル基及びトリシアノビニル基からなる群より選ば
れた基を表す。）
【請求項５】非線形光学層が請求項１〜請求項４記載
の非線形光学材料を含有してなることを特徴とする非線
形光学導波路素子。