JPH0862648A - 非線形光学材料、その製造方法及びこの非線形光学材料を用いた非線形光学素子 - Google Patents
非線形光学材料、その製造方法及びこの非線形光学材料を用いた非線形光学素子Info
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- JPH0862648A JPH0862648A JP20190994A JP20190994A JPH0862648A JP H0862648 A JPH0862648 A JP H0862648A JP 20190994 A JP20190994 A JP 20190994A JP 20190994 A JP20190994 A JP 20190994A JP H0862648 A JPH0862648 A JP H0862648A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 より信頼性の高い光デバイスを提供するため
に、偏光性を有する非線形光学材料、その製造方法、及
びこの非線形光学材料を用いた非線形光学素子の提供。 【構成】 粒子の長軸の長さが１００ｎｍ以下であり、
かつ異方性を有する粒子がマトリックス中に実質的に同
一方向に配向して分散している非線形光学材料。異方性
結晶に成長する元素又は化合物を含むマトリックスを均
質核生成条件下に置いて異方性の粒子を単結晶成長さ
せ、該単結晶成長の後、又は該単結晶成長と並行して、
マトリックスに外力を加えて前記異方性の粒子を一定方
向に配向させる上記非線形光学材料の製造方法。等方性
結晶に成長するか、又は結晶成長しない元素又は化合物
からなる粒子を含むマトリックスに外力を加えて、前記
粒子を異方性粒子に変形し、かつ一定方向に配向させる
上記非線形光学材料の製造方法。上記非線形光学材料を
用いた非線形光学素子。
に、偏光性を有する非線形光学材料、その製造方法、及
びこの非線形光学材料を用いた非線形光学素子の提供。 【構成】 粒子の長軸の長さが１００ｎｍ以下であり、
かつ異方性を有する粒子がマトリックス中に実質的に同
一方向に配向して分散している非線形光学材料。異方性
結晶に成長する元素又は化合物を含むマトリックスを均
質核生成条件下に置いて異方性の粒子を単結晶成長さ
せ、該単結晶成長の後、又は該単結晶成長と並行して、
マトリックスに外力を加えて前記異方性の粒子を一定方
向に配向させる上記非線形光学材料の製造方法。等方性
結晶に成長するか、又は結晶成長しない元素又は化合物
からなる粒子を含むマトリックスに外力を加えて、前記
粒子を異方性粒子に変形し、かつ一定方向に配向させる
上記非線形光学材料の製造方法。上記非線形光学材料を
用いた非線形光学素子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非線形光学材料、その
製造方法及びこの非線形光学材料を用いた非線形光学素
子に関する。
製造方法及びこの非線形光学材料を用いた非線形光学素
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光の波長に比べて充分小さい大きさの金
属や半導体の微粒子を分散させたガラスが、比較的大き
な非線形光学特性を示すことが報告されている〔Opt.Le
tt., 10,511(1985) 、Appl.Phys., A47,347(1988) 、J.
Opt. Soc. Am. 73,101(1983)および「化学と工業」44
巻、392 頁(1991 年) 〕。これらのガラスは、光スイッ
チや光コンピューター等に用いられる非線形光電子材料
として注目されている。
属や半導体の微粒子を分散させたガラスが、比較的大き
な非線形光学特性を示すことが報告されている〔Opt.Le
tt., 10,511(1985) 、Appl.Phys., A47,347(1988) 、J.
Opt. Soc. Am. 73,101(1983)および「化学と工業」44
巻、392 頁(1991 年) 〕。これらのガラスは、光スイッ
チや光コンピューター等に用いられる非線形光電子材料
として注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な非線形光学材料を例えば、光スイッチ等のデバイスに
用いる場合、非線形性に加えて偏光性を有する材料であ
れば、より信頼性の高いデバイスを提供することができ
る。偏光性を有する材料を用いることで、一定方向の偏
光にのみ応答するデバイスとすることができるからであ
る。ところが、上記の従来の金属や半導体の微粒子を分
散させたガラスは、偏光性を有する材料ではなかった。
な非線形光学材料を例えば、光スイッチ等のデバイスに
用いる場合、非線形性に加えて偏光性を有する材料であ
れば、より信頼性の高いデバイスを提供することができ
る。偏光性を有する材料を用いることで、一定方向の偏
光にのみ応答するデバイスとすることができるからであ
る。ところが、上記の従来の金属や半導体の微粒子を分
散させたガラスは、偏光性を有する材料ではなかった。
【０００４】そこで本発明の目的は、偏光性を有する非
線形光学材料及びその製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、前記非線形光学材料を用
いた非線形光学素子を提供することにある。ところで、
本出願人は、金属や半導体の微粒子をマトリックスに分
散させた非線形光学材料の非線形感受率は、屈折率１．
９以上、４以下の光学的に等方でかつ透明なマトリック
スを用いることで高められることを見出し、既に特許出
願している〔特願平６−３１３３６号、特願平６−３１
２０６号〕。しかし、この非線形光学材料も偏光性を有
する材料ではなかった。
線形光学材料及びその製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、前記非線形光学材料を用
いた非線形光学素子を提供することにある。ところで、
本出願人は、金属や半導体の微粒子をマトリックスに分
散させた非線形光学材料の非線形感受率は、屈折率１．
９以上、４以下の光学的に等方でかつ透明なマトリック
スを用いることで高められることを見出し、既に特許出
願している〔特願平６−３１３３６号、特願平６−３１
２０６号〕。しかし、この非線形光学材料も偏光性を有
する材料ではなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、粒子の長軸の
長さが１００nm以下であり、かつ異方性を有する粒子が
マトリックス中に実質的に同一方向に配向して分散して
いることを特徴とする非線形光学材料に関する。さらに
本発明は、上記非線形光学材料の製造方法及びこの材料
を用いた非線形光学素子に関する。
長さが１００nm以下であり、かつ異方性を有する粒子が
マトリックス中に実質的に同一方向に配向して分散して
いることを特徴とする非線形光学材料に関する。さらに
本発明は、上記非線形光学材料の製造方法及びこの材料
を用いた非線形光学素子に関する。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
非線形光学材料に分散される粒子は、粒子の長軸の長さ
が１００nm以下であり、かつ異方性を有する粒子であ
る。粒子の長軸の長さが１００nm以下であることで非線
形性が得られる。また、１００nmよりも大きいと散乱に
よる光損失が大きくなる傾向もあり、量子閉じ込め効果
による非線形現象も発現しにくくなる。粒子の長軸の長
さは、粒子が金属である場合、１〜１００nm、好ましく
は１〜５０nmである。また粒子が半導体である場合、粒
子の長軸は、０．１〜１００nm、好ましくは１〜５０nm
である。粒子の長軸の長さが１nm（金属粒子）又は０．
１nm（半導体粒子）未満になると、非球形性（異方性）
が小さくなり、非線形性が得られにくくなる傾向がある
からである。いずれの場合にも、好ましくは粒子の長軸
の長さは、２〜４０nmである。
非線形光学材料に分散される粒子は、粒子の長軸の長さ
が１００nm以下であり、かつ異方性を有する粒子であ
る。粒子の長軸の長さが１００nm以下であることで非線
形性が得られる。また、１００nmよりも大きいと散乱に
よる光損失が大きくなる傾向もあり、量子閉じ込め効果
による非線形現象も発現しにくくなる。粒子の長軸の長
さは、粒子が金属である場合、１〜１００nm、好ましく
は１〜５０nmである。また粒子が半導体である場合、粒
子の長軸は、０．１〜１００nm、好ましくは１〜５０nm
である。粒子の長軸の長さが１nm（金属粒子）又は０．
１nm（半導体粒子）未満になると、非球形性（異方性）
が小さくなり、非線形性が得られにくくなる傾向がある
からである。いずれの場合にも、好ましくは粒子の長軸
の長さは、２〜４０nmである。
【０００７】また、本発明のおいて異方性の粒子とは、
長軸方向の長さ（Ｌ）と短軸方向の長さ（Ｓ）の比（ア
スペクト比）L:S が１．２：１以上の粒子をいう。但
し、アスペクト比(L:S) の上限は、１００：１であるこ
とが適当である。ＬとＳは粒子の長軸方向と短軸方向の
非線形光学特性を決定する因子の一つである。尚、粒子
のアスペクト比が１．２：１より小さいと長軸方向と短
軸方向の非線形光学特性に有効な偏光特性がほとんど現
れない。また、アスペクト比が１００：１より大きくな
ると、非線形光学材料が素子として利用される波長域で
ある３００〜２０００ｎｍにおいて偏光性が発現しなく
なる傾向がある。この範囲のアスペクト比とすること
で、非線形光学材料に実質的な偏光性を付与することが
できる。好ましいアスペクト比は、下限が２：１であ
り、上限が７０：１である。また、粒子の形状は、上記
アスペクト比を有するものであれば特に制限はない、非
球形の例えば、棒状（針状、円柱状、角柱状、ラグビー
ボール状等）または板状等であることができる。
長軸方向の長さ（Ｌ）と短軸方向の長さ（Ｓ）の比（ア
スペクト比）L:S が１．２：１以上の粒子をいう。但
し、アスペクト比(L:S) の上限は、１００：１であるこ
とが適当である。ＬとＳは粒子の長軸方向と短軸方向の
非線形光学特性を決定する因子の一つである。尚、粒子
のアスペクト比が１．２：１より小さいと長軸方向と短
軸方向の非線形光学特性に有効な偏光特性がほとんど現
れない。また、アスペクト比が１００：１より大きくな
ると、非線形光学材料が素子として利用される波長域で
ある３００〜２０００ｎｍにおいて偏光性が発現しなく
なる傾向がある。この範囲のアスペクト比とすること
で、非線形光学材料に実質的な偏光性を付与することが
できる。好ましいアスペクト比は、下限が２：１であ
り、上限が７０：１である。また、粒子の形状は、上記
アスペクト比を有するものであれば特に制限はない、非
球形の例えば、棒状（針状、円柱状、角柱状、ラグビー
ボール状等）または板状等であることができる。
【０００８】本発明の非線形光学材料では、上記粒子
が、光学的に透明なマトリックス中に、実質的に同一方
向に配向して分散している。実質的に同一方向とは、上
記粒子が粒子の長軸もしくは短軸が１０°以内、好まし
くは５°以内の傾きであることを意味する。上記粒子が
マトリックス中に実質的に同一方向に配向して分散され
ていることで、高い偏光性を有する非線形光学材料が得
られる。また、上記粒子の分散量は、非線形感受率、吸
光係数等を考慮して適宜決めることができるが、通常マ
トリックス１００モルに対して０．１〜１０モルの範囲
とすることが適当である。
が、光学的に透明なマトリックス中に、実質的に同一方
向に配向して分散している。実質的に同一方向とは、上
記粒子が粒子の長軸もしくは短軸が１０°以内、好まし
くは５°以内の傾きであることを意味する。上記粒子が
マトリックス中に実質的に同一方向に配向して分散され
ていることで、高い偏光性を有する非線形光学材料が得
られる。また、上記粒子の分散量は、非線形感受率、吸
光係数等を考慮して適宜決めることができるが、通常マ
トリックス１００モルに対して０．１〜１０モルの範囲
とすることが適当である。
【０００９】上記粒子は、例えば金属又は半導体である
ことができる。本発明の非線形光学材料における非線形
性の増大は、半導体粒子の場合、量子閉じ込め効果によ
り離散化した量子レベルの充填効果により発現すると考
えられる。分散粒子として用いることができる半導体と
しては、例えば、Si、Ge、AlSb、InP 、Ga、As、GaP 、
ZnS 、ZnSe、ZnTe、CdS 、CdSe、CdTe、PbS 、PbSe、Pb
Te、Se、Te、CuCl、CuBr、CuI 、TlCl、TlBr、TlI 、Si
x Ge(1-x) （０≦ｘ≦１）、Znx Cdy Pb(1-x-y) S z Se
w Te(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、
０≦ｗ≦１）、Tlx Cu(1-x) Cly Br2 I (1-y-z) （０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）、これらの固溶体ま
たはこれらを９０mol%以上含む固溶体から選ばれる少な
くとも一種を挙げることができる。これらの半導体は、
非線形光学材料が素子として利用される波長域である３
００〜２０００nmにおいて、量子閉じ込め効果により離
散化した量子レベル間に共鳴する光吸収ピークを有する
という観点から適当である。
ことができる。本発明の非線形光学材料における非線形
性の増大は、半導体粒子の場合、量子閉じ込め効果によ
り離散化した量子レベルの充填効果により発現すると考
えられる。分散粒子として用いることができる半導体と
しては、例えば、Si、Ge、AlSb、InP 、Ga、As、GaP 、
ZnS 、ZnSe、ZnTe、CdS 、CdSe、CdTe、PbS 、PbSe、Pb
Te、Se、Te、CuCl、CuBr、CuI 、TlCl、TlBr、TlI 、Si
x Ge(1-x) （０≦ｘ≦１）、Znx Cdy Pb(1-x-y) S z Se
w Te(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、
０≦ｗ≦１）、Tlx Cu(1-x) Cly Br2 I (1-y-z) （０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）、これらの固溶体ま
たはこれらを９０mol%以上含む固溶体から選ばれる少な
くとも一種を挙げることができる。これらの半導体は、
非線形光学材料が素子として利用される波長域である３
００〜２０００nmにおいて、量子閉じ込め効果により離
散化した量子レベル間に共鳴する光吸収ピークを有する
という観点から適当である。
【００１０】一方、金属粒子の場合、本発明の非線形光
学材料における非線形性の増大は、マトリックスの誘電
的な閉じ込めによる局所電場の集中効果によって大きな
非線形光学率（｜χ(3) ｜）が発現される。分散金属粒
子としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、
ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、
ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タン
グステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アン
チモン、鉛、またはこれらの合金、またはこれらを８０
mol%以上含む合金から選ばれる少なくとも一種を挙げる
ことができる。これらの金属は、非線形光学材料が素子
として利用される波長域である３００〜２０００nmにお
いて、金属粒子の表面プラズモン共鳴による光吸収ピー
クを有するという観点から適当である。好ましい金属
は、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コ
バルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オス
ミウム、マンガン、モリブデン、タングステンまたはこ
れらの合金、またはこれらを８０mol%以上含む合金から
選ばれる少なくとも一種である。より好ましい金属は、
銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫またはこ
れらの合金、またはこれらを８０mol%以上含む合金から
選ばれる少なくとも一種である。
学材料における非線形性の増大は、マトリックスの誘電
的な閉じ込めによる局所電場の集中効果によって大きな
非線形光学率（｜χ(3) ｜）が発現される。分散金属粒
子としては、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、
ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、
ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タン
グステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アン
チモン、鉛、またはこれらの合金、またはこれらを８０
mol%以上含む合金から選ばれる少なくとも一種を挙げる
ことができる。これらの金属は、非線形光学材料が素子
として利用される波長域である３００〜２０００nmにお
いて、金属粒子の表面プラズモン共鳴による光吸収ピー
クを有するという観点から適当である。好ましい金属
は、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コ
バルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オス
ミウム、マンガン、モリブデン、タングステンまたはこ
れらの合金、またはこれらを８０mol%以上含む合金から
選ばれる少なくとも一種である。より好ましい金属は、
銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫またはこ
れらの合金、またはこれらを８０mol%以上含む合金から
選ばれる少なくとも一種である。
【００１１】さらに、本発明の非線形光学材料に分散す
る粒子は、コア・シェル型の複合粒子であることもでき
る。コア・シェル型の複合粒子とは、コア材料の表面を
シェル材料でコートしたものである。コア・シェル型の
複合粒子を用いる本発明の非線形光学材料における非線
形性の増大は、コア材料の非線形性がコア表面のシェル
材料による電場の集中効果により増幅されることにより
発現すると考えられる。コア材料としては、材料自身の
非線形感受率が大きいものであることが望ましい。例え
ば、Si、Ge、AlSb、InP 、Ga、As、GaP 、ZnS 、ZnSe、
ZnTe、CdS 、CdSe、CdTe、PbS 、PbSe、PbTe、Se、Te、
CuCl、CuBr、CuI 、TlCl、TlBr、TlI これらの固溶体ま
たはこれらを９０mol%以上含む固溶体から選ばれる少な
くとも一種の半導体、もしくは、銅、銀、金、白金、パ
ラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジ
ウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブ
デン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビス
マス、アンチモン、鉛、またはこれらの合金、またはこ
れらを８０mol%以上含む合金から選ばれる少なくとも一
種の金属を、コア材料として用いることができる。これ
らの材料は、非線形光学材料が素子として利用される波
長域である３００〜２０００nmにおいて、量子閉じ込め
効果により離散化した量子レベル間に共鳴する光吸収ピ
ーク、もしくは、金属微粒子のプラズモン共鳴による共
鳴による光吸収ピークを有し、共鳴における大きな非線
形感受率が得られるという観点から好ましい。
る粒子は、コア・シェル型の複合粒子であることもでき
る。コア・シェル型の複合粒子とは、コア材料の表面を
シェル材料でコートしたものである。コア・シェル型の
複合粒子を用いる本発明の非線形光学材料における非線
形性の増大は、コア材料の非線形性がコア表面のシェル
材料による電場の集中効果により増幅されることにより
発現すると考えられる。コア材料としては、材料自身の
非線形感受率が大きいものであることが望ましい。例え
ば、Si、Ge、AlSb、InP 、Ga、As、GaP 、ZnS 、ZnSe、
ZnTe、CdS 、CdSe、CdTe、PbS 、PbSe、PbTe、Se、Te、
CuCl、CuBr、CuI 、TlCl、TlBr、TlI これらの固溶体ま
たはこれらを９０mol%以上含む固溶体から選ばれる少な
くとも一種の半導体、もしくは、銅、銀、金、白金、パ
ラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジ
ウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブ
デン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビス
マス、アンチモン、鉛、またはこれらの合金、またはこ
れらを８０mol%以上含む合金から選ばれる少なくとも一
種の金属を、コア材料として用いることができる。これ
らの材料は、非線形光学材料が素子として利用される波
長域である３００〜２０００nmにおいて、量子閉じ込め
効果により離散化した量子レベル間に共鳴する光吸収ピ
ーク、もしくは、金属微粒子のプラズモン共鳴による共
鳴による光吸収ピークを有し、共鳴における大きな非線
形感受率が得られるという観点から好ましい。
【００１２】好ましいコア材料としては、Six Ge(1-x)
（０≦ｘ≦１）、Znx Cdy Pb(1-x-y) S z Sew Te
(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦
ｗ≦１）、Tlx Cu(1-x) Cly Brz I (1-y-z) （０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）から選ばれる少なくとも
一種の半導体、銅、銀、金、パラジウム、ニッケル、
錫、ビスマス、アンモチン、鉛、またはこれらの合金か
ら選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。ま
た、複合粒子のシェル材料としては、例えば、銅、銀、
金、パラジウムまたはこれらの合金、またはこれらを８
０mol%以上含む合金から選ばれる少なくとも一種の金属
を用いることができる。これらの金属は、非線形光学材
料が素子として利用される波長域である３００〜２００
０nmにおいて、金属粒子のプラズモン共鳴による光吸収
ピークを有し、マトリックスの誘電的な閉じ込めによる
大きな局部電場の集中効果が得られるという観点から適
当である。
（０≦ｘ≦１）、Znx Cdy Pb(1-x-y) S z Sew Te
(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦
ｗ≦１）、Tlx Cu(1-x) Cly Brz I (1-y-z) （０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）から選ばれる少なくとも
一種の半導体、銅、銀、金、パラジウム、ニッケル、
錫、ビスマス、アンモチン、鉛、またはこれらの合金か
ら選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。ま
た、複合粒子のシェル材料としては、例えば、銅、銀、
金、パラジウムまたはこれらの合金、またはこれらを８
０mol%以上含む合金から選ばれる少なくとも一種の金属
を用いることができる。これらの金属は、非線形光学材
料が素子として利用される波長域である３００〜２００
０nmにおいて、金属粒子のプラズモン共鳴による光吸収
ピークを有し、マトリックスの誘電的な閉じ込めによる
大きな局部電場の集中効果が得られるという観点から適
当である。
【００１３】上記粒子を分散するマトリックスとして
は、光学的に透明なマトリックスを用いる。光学的に透
明であるとは、マトリックスに分散した粒子の吸収ピー
ク近傍に光の吸収を有さないことを意味する。これは、
本発明の非線形光学材料は、非線形性が増大する粒子に
よる吸収ピーク近傍の波長域で使用するが、この吸収ピ
ーク付近にマトリックスの光吸収性が存在すると、入射
した光がこの吸収によって損失し、光吸収係数（α）を
増大し、｜χ(3) ｜／αの減少を引き起こしてしまうか
らである。具体的には、マトリックスに分散した粒子の
吸収ピーク波長域において、光吸収係数αが１０cm-1以
下であるマトリックスが好ましい。さらに、マトリック
スとしては、屈折率１．９以上４以下の光学的特性を有
する材料であることが好ましい。｜χ(3) ｜／αの値が
マトリックスの屈折率に応じて増大すること、および高
い非線形性を得るには屈折率の大きなマトリックスを用
いるのが好ましいからである。屈折率１．９以上のマト
リックスを用いることによって、従来の材料の中で、最
も屈折率の高いリン酸塩ガラスおよび／またはホウ酸塩
ガラスをマトリックスに用いた場合の｜χ(3) ｜／αに
比べ、半導体微粒子分散材料で１．５倍以上、金属微粒
子分散材料で２．０倍以上も大きい｜χ(3) ｜／αの性
能が得られる。但し、屈折率が４を超えると、反射によ
る光損失が大きくなり、また、反射防止が困難になる傾
向がある。
は、光学的に透明なマトリックスを用いる。光学的に透
明であるとは、マトリックスに分散した粒子の吸収ピー
ク近傍に光の吸収を有さないことを意味する。これは、
本発明の非線形光学材料は、非線形性が増大する粒子に
よる吸収ピーク近傍の波長域で使用するが、この吸収ピ
ーク付近にマトリックスの光吸収性が存在すると、入射
した光がこの吸収によって損失し、光吸収係数（α）を
増大し、｜χ(3) ｜／αの減少を引き起こしてしまうか
らである。具体的には、マトリックスに分散した粒子の
吸収ピーク波長域において、光吸収係数αが１０cm-1以
下であるマトリックスが好ましい。さらに、マトリック
スとしては、屈折率１．９以上４以下の光学的特性を有
する材料であることが好ましい。｜χ(3) ｜／αの値が
マトリックスの屈折率に応じて増大すること、および高
い非線形性を得るには屈折率の大きなマトリックスを用
いるのが好ましいからである。屈折率１．９以上のマト
リックスを用いることによって、従来の材料の中で、最
も屈折率の高いリン酸塩ガラスおよび／またはホウ酸塩
ガラスをマトリックスに用いた場合の｜χ(3) ｜／αに
比べ、半導体微粒子分散材料で１．５倍以上、金属微粒
子分散材料で２．０倍以上も大きい｜χ(3) ｜／αの性
能が得られる。但し、屈折率が４を超えると、反射によ
る光損失が大きくなり、また、反射防止が困難になる傾
向がある。
【００１４】屈折率１．９以上４以下に光学的特性を有
するマトリックス材料として以下の材料が挙げられる。 （１）B2 O3 とPbO を必須構成成分としたガラスであ
り、かつB2 O3 の量が１５〜５０mol%であり、PbO の量
が５０〜８５mol%である材料。 （２）Ga2 O3とBi2 O3と、PbO および／またはCdO とを
必須構成成分としたガラスであり、かつGa2 O3の量が１
０〜３５mol%であり、Bi2 O3の量が１０〜７０mol%であ
り、PbO とCdO の合量が２０〜８０mol%である材料。 （３）Bi2 O3および／またはPbO と、ZnO 、BaO 、CdO
およびAl2 O3から選ばれる少なくとも一種とを必須構成
成分としたガラスであり、かつBi2 O3と、PbOの合量が
３０〜８５mol%であり、ZnO とBaO とCdO とAl2 O3合量
が１５〜７０mol%である材料。 （４）GeO2とBi2 O3、Tl2 O およびPbO から選ばれる少
なくとも一種とを必須構成成分としたガラスであり、か
つGeO2の量が２５〜７０mol%であり、Bi2 O3とTl2 O と
PbO の合量が３０〜７５mol%である材料。 （５）TiO2とPbO とを必須構成成分としたガラスであ
り、かつTiO2の量が３０〜７５mol%であり、PbO の量が
２５〜７０mol%である材料。 （６）TeO2および／またはSb2 O3と、PbO とを必須構成
成分としたガラスであり、かつTeO2とSb2 O3の合量が２
０〜９５mol%であり、PbO の量が５〜８０mol%である材
料。
するマトリックス材料として以下の材料が挙げられる。 （１）B2 O3 とPbO を必須構成成分としたガラスであ
り、かつB2 O3 の量が１５〜５０mol%であり、PbO の量
が５０〜８５mol%である材料。 （２）Ga2 O3とBi2 O3と、PbO および／またはCdO とを
必須構成成分としたガラスであり、かつGa2 O3の量が１
０〜３５mol%であり、Bi2 O3の量が１０〜７０mol%であ
り、PbO とCdO の合量が２０〜８０mol%である材料。 （３）Bi2 O3および／またはPbO と、ZnO 、BaO 、CdO
およびAl2 O3から選ばれる少なくとも一種とを必須構成
成分としたガラスであり、かつBi2 O3と、PbOの合量が
３０〜８５mol%であり、ZnO とBaO とCdO とAl2 O3合量
が１５〜７０mol%である材料。 （４）GeO2とBi2 O3、Tl2 O およびPbO から選ばれる少
なくとも一種とを必須構成成分としたガラスであり、か
つGeO2の量が２５〜７０mol%であり、Bi2 O3とTl2 O と
PbO の合量が３０〜７５mol%である材料。 （５）TiO2とPbO とを必須構成成分としたガラスであ
り、かつTiO2の量が３０〜７５mol%であり、PbO の量が
２５〜７０mol%である材料。 （６）TeO2および／またはSb2 O3と、PbO とを必須構成
成分としたガラスであり、かつTeO2とSb2 O3の合量が２
０〜９５mol%であり、PbO の量が５〜８０mol%である材
料。
【００１５】（７）TeO2および／またはSb2 O3と、BaO
、BeO 、MgO 、SrO 、ZnO およびCdO から選ばれる少
なくとも一種とを必須構成成分としたガラスであり、か
つTeO2とSb2 O3の合量が６０〜９８mol%であり、EaO と
BeO とMgO とSrO とZnO とCdOの合量が２〜４０mol%で
ある材料。 （８）Bi2 O3と、CdO および／またはZnO と、B2 O3 、
SiO2およびP2 O5 から選ばれる少なくとも一種を必須構
成成分としたガラスであり、かつBi2 O3の量が１０〜９
０mol%であり、CdO とZnO の合量が５〜８５mol%と、B2
O3 とSiO2とP2O5 の合量が１〜３０mol%である材料。 （９）As、GeおよびSbから選ばれる少なくとも一種と、
S 、SeおよびTeから選ばれる少なくとも一種とを必須構
成成分としたガラスであり、かつAsとGeとSbの合量が１
０〜６０ａｔ％であり、S とSeとTeの合量が９０〜４０
ａｔ％である材料。 （１０）ZnS 、ZnSe、ZnTe、CuCl、CuBr、CuI 、TlI 、
CsPbCl3 、AgGaSe2 、As2 S3、Tl3 TaS4、Tl3 TaSe4 、
Tl3 VS4 、CdS 、CdSe、PbS 、GaSe、GaP 、ダイヤモン
ド、Y2 O3 、La2 O2S 、SrTiO3、K （Ta、Nb）O3、Tl3
TaSe4 、Bi2 WO6 、Bi4 Ti3 O12 、Bi4 Ge3 O12 、Bi
4 Si3 O12 、Y3 Ga5 O12、Gd3 Ga5 O12、（Ga，Al）A
s、Ga（As，P ）、Bi12GeO20 、Bi12SiO20 、CoFe
2 O4、PbGeO3、Pb（Mg1/3,Nb2/3 ）O3、Pb（Mg1/3,Ta
2/3 ）O3、Pb（Zn1/3,Nb2/3 ）O3、（Pb，La）（Zr，T
i）O2およびZnWO4 から選ばれる少なくとも一種の結晶
である材料。
、BeO 、MgO 、SrO 、ZnO およびCdO から選ばれる少
なくとも一種とを必須構成成分としたガラスであり、か
つTeO2とSb2 O3の合量が６０〜９８mol%であり、EaO と
BeO とMgO とSrO とZnO とCdOの合量が２〜４０mol%で
ある材料。 （８）Bi2 O3と、CdO および／またはZnO と、B2 O3 、
SiO2およびP2 O5 から選ばれる少なくとも一種を必須構
成成分としたガラスであり、かつBi2 O3の量が１０〜９
０mol%であり、CdO とZnO の合量が５〜８５mol%と、B2
O3 とSiO2とP2O5 の合量が１〜３０mol%である材料。 （９）As、GeおよびSbから選ばれる少なくとも一種と、
S 、SeおよびTeから選ばれる少なくとも一種とを必須構
成成分としたガラスであり、かつAsとGeとSbの合量が１
０〜６０ａｔ％であり、S とSeとTeの合量が９０〜４０
ａｔ％である材料。 （１０）ZnS 、ZnSe、ZnTe、CuCl、CuBr、CuI 、TlI 、
CsPbCl3 、AgGaSe2 、As2 S3、Tl3 TaS4、Tl3 TaSe4 、
Tl3 VS4 、CdS 、CdSe、PbS 、GaSe、GaP 、ダイヤモン
ド、Y2 O3 、La2 O2S 、SrTiO3、K （Ta、Nb）O3、Tl3
TaSe4 、Bi2 WO6 、Bi4 Ti3 O12 、Bi4 Ge3 O12 、Bi
4 Si3 O12 、Y3 Ga5 O12、Gd3 Ga5 O12、（Ga，Al）A
s、Ga（As，P ）、Bi12GeO20 、Bi12SiO20 、CoFe
2 O4、PbGeO3、Pb（Mg1/3,Nb2/3 ）O3、Pb（Mg1/3,Ta
2/3 ）O3、Pb（Zn1/3,Nb2/3 ）O3、（Pb，La）（Zr，T
i）O2およびZnWO4 から選ばれる少なくとも一種の結晶
である材料。
【００１６】次に本発明の非線形光学材料の製造方法に
ついて説明する。本発明の非線形光学材料の製造方法
は、マトリックスに分散される粒子を構成する元素又は
化合物がマトリックス中で異方性結晶に成長する性質も
のであるか否かにより異なる。異方性結晶に成長する性
質のものである場合、異方性結晶に成長する元素又は化
合物を含むマトリックスを均質核生成条件下に置いて異
方性の粒子を単結晶成長させ、該単結晶成長の後、又は
該単結晶成長と並行して、マトリックスに外力を加えて
前記異方性の粒子を一定方向に配向させることで、本発
明の非線形光学材料の製造することができる。即ち、粒
子を構成する元素又は化合物が、針状、柱状、板状等の
異方性結晶に成長するものであれば、均質核生成条件を
保ちつつ所望の大きさと形状に粒子を単結晶成長させ
る。均質核生成条件ではマトリックス中の複数の場所か
らほぼ同時に結晶核生成が起こり、それらが同一条件下
で成長するので、ほぼ合同の微小単結晶が、お互いぶつ
かることなく多数分散したマトリックスを得ることが出
来る。このような異方性微小単結晶が分散したマトリッ
クスを、微小単結晶が再溶解しない程度の温度に加熱し
てマトリックスだけを軟化し、圧縮、延伸や押し出し等
の外力を特定方向に加えることにより、分散している異
方性結晶の方向を一定の方向に配列させることが出来
る。あるいは、均質核育成条件で複数の微結晶が成長し
つつあるマトリックス材料に圧縮、延伸や押し出し等の
外力を加えることにより、異方性結晶の成長と配向を同
時に行うこともできる。この場合、マトリックスとなる
透明な光学材料には特に制限はない。これらの材料中で
微粒子が単結晶成長すること、この単結晶の形状を壊す
ことなく、特定方向に配列させるための機械的、熱的物
性を有する材料であれば特に限定はない。また、異方性
結晶に成長する性質のものとしては、半導体では例えば
Ga、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS 、CdSe、CdTe、Se、Te等を
挙げることができる。また、金属としては、例えばコバ
ルト、ルテニウム、オスミウム、チタン等を挙げること
ができる。さらに、半導体の固溶体や金属の合金の場
合、異方性結晶に成長するか否かは組成により決まる。
例えば、CdS0.2Se0.6Te0.2は異方性結晶に成長する。
ついて説明する。本発明の非線形光学材料の製造方法
は、マトリックスに分散される粒子を構成する元素又は
化合物がマトリックス中で異方性結晶に成長する性質も
のであるか否かにより異なる。異方性結晶に成長する性
質のものである場合、異方性結晶に成長する元素又は化
合物を含むマトリックスを均質核生成条件下に置いて異
方性の粒子を単結晶成長させ、該単結晶成長の後、又は
該単結晶成長と並行して、マトリックスに外力を加えて
前記異方性の粒子を一定方向に配向させることで、本発
明の非線形光学材料の製造することができる。即ち、粒
子を構成する元素又は化合物が、針状、柱状、板状等の
異方性結晶に成長するものであれば、均質核生成条件を
保ちつつ所望の大きさと形状に粒子を単結晶成長させ
る。均質核生成条件ではマトリックス中の複数の場所か
らほぼ同時に結晶核生成が起こり、それらが同一条件下
で成長するので、ほぼ合同の微小単結晶が、お互いぶつ
かることなく多数分散したマトリックスを得ることが出
来る。このような異方性微小単結晶が分散したマトリッ
クスを、微小単結晶が再溶解しない程度の温度に加熱し
てマトリックスだけを軟化し、圧縮、延伸や押し出し等
の外力を特定方向に加えることにより、分散している異
方性結晶の方向を一定の方向に配列させることが出来
る。あるいは、均質核育成条件で複数の微結晶が成長し
つつあるマトリックス材料に圧縮、延伸や押し出し等の
外力を加えることにより、異方性結晶の成長と配向を同
時に行うこともできる。この場合、マトリックスとなる
透明な光学材料には特に制限はない。これらの材料中で
微粒子が単結晶成長すること、この単結晶の形状を壊す
ことなく、特定方向に配列させるための機械的、熱的物
性を有する材料であれば特に限定はない。また、異方性
結晶に成長する性質のものとしては、半導体では例えば
Ga、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS 、CdSe、CdTe、Se、Te等を
挙げることができる。また、金属としては、例えばコバ
ルト、ルテニウム、オスミウム、チタン等を挙げること
ができる。さらに、半導体の固溶体や金属の合金の場
合、異方性結晶に成長するか否かは組成により決まる。
例えば、CdS0.2Se0.6Te0.2は異方性結晶に成長する。
【００１７】一方、異方性粒子を構成する元素又は化合
物が、等方性結晶に成長するか、又は結晶成長しない元
素又は化合物である場合、これらの元素又は化合物から
なる等方性の粒子を含むマトリックスに外力を加えて、
前記粒子を異方性粒子に変形し、かつ一定方向に配向さ
せることで、本発明の非線形光学材料を製造することが
できる。即ち、微粒子の結晶系が等軸晶系のように等方
性の場合や、固有の形状を持たず結晶成長しない場合
は、例えば球状の粒子が分散したマトリックスを一定の
温度に保ち、圧縮、延伸や押し出し等外力を加えること
により粒子の形状を変形させることができる。この際同
時に、変形することにより異方性となった粒子を一定方
向に配向させることもできる。粒子の軟化点近傍の温度
でマトリックス全体に外力を加えると、粒子の変形が起
こる。この場合、分散材料の温度と印加応力の調整によ
り分散粒子を所望の形状に変形することができる。この
場合マトリックス全体に同じ方向に応力がかかるので微
粒子は同一方向に変形する。従って、改めて平行に配列
させる必要はない。この場合も、マトリックスとなる透
明な光学材料には特に制限はない。マトリックス材料の
軟化点近傍の温度で微粒子が外力により変形する機械
的、熱的物性を有する材料であれば特に限定されない。
物が、等方性結晶に成長するか、又は結晶成長しない元
素又は化合物である場合、これらの元素又は化合物から
なる等方性の粒子を含むマトリックスに外力を加えて、
前記粒子を異方性粒子に変形し、かつ一定方向に配向さ
せることで、本発明の非線形光学材料を製造することが
できる。即ち、微粒子の結晶系が等軸晶系のように等方
性の場合や、固有の形状を持たず結晶成長しない場合
は、例えば球状の粒子が分散したマトリックスを一定の
温度に保ち、圧縮、延伸や押し出し等外力を加えること
により粒子の形状を変形させることができる。この際同
時に、変形することにより異方性となった粒子を一定方
向に配向させることもできる。粒子の軟化点近傍の温度
でマトリックス全体に外力を加えると、粒子の変形が起
こる。この場合、分散材料の温度と印加応力の調整によ
り分散粒子を所望の形状に変形することができる。この
場合マトリックス全体に同じ方向に応力がかかるので微
粒子は同一方向に変形する。従って、改めて平行に配列
させる必要はない。この場合も、マトリックスとなる透
明な光学材料には特に制限はない。マトリックス材料の
軟化点近傍の温度で微粒子が外力により変形する機械
的、熱的物性を有する材料であれば特に限定されない。
【００１８】尚、異方性結晶に成長させる元素又は化合
物を含むマトリックス及び等方性結晶に成長するか、又
は結晶成長しない元素又は化合物を含むマトリックス
は、例えば以下に詳説する溶融・熱析出法、スパッター
法、ゾル・ゲル法、イオン交換法またはイオン注入法を
用いて作製することができる。例えば、溶融・熱析出法
の場合、マトリックスとなるガラスの出発原料と異方性
粒子の出発原料を含む混合物を加熱・溶融させてガラス
融液とした後、このガラス融液を室温まで冷却して、異
方性粒子構成元素がイオンまたは原子状としてマトリッ
クス中に溶融している均一ガラスを得ることができる。
ガラス原料には、半導体や金属成分の酸化を防止するた
めに、酸化作用の強い硝酸塩、硫酸塩等は避け、酸化
物、水酸化物等を用いるのが好ましい。Six Ge
(1-x) （０≦ｘ≦１）半導体微粒子を分散する場合、Si
x Ge(1-x) （０≦ｘ≦１）半導体成分の酸化を防止をす
るために、ガラス原料溶解中にＣ等の還元剤をガラス原
料に添加することが好ましい。また、Znx Cdy Pb
(1-x-y) S Z Sew Te(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１、０≦ｚ≦１、０≦ｗ≦１）半導体微粒子を分散する
場合、ガラス中への半導体構成成分の溶解を促進し、ガ
ラス溶解中のS 、Se、Teの揮発を防止し、かつ、微粒子
の析出を促進する効果を有するZnOおよび／またはCdO
および／またはPbO を含有するマトリックスを用いるこ
とが好ましい。また、Tlx Cu(1-x) Cly Brz I (1-Y-Z)
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）半導体微粒子
を分散する場合、Ｔ１および／またはCuの酸化を防止
し、ガラス溶解中のCl、Br、I の揮発を防止し、かつ、
半導体微粒子を析出を促進させる効果を有する成分であ
るSnO および／またはSb2 O3とをマトリックスに添加す
ることが好ましい。SnO とSb2 O3の含量は１０mol%以下
が好ましい。また、金属微粒子を析出させる際、熱的還
元作用を有し、金属微粒子の析出を的確に行うための成
分であるSnO および／またはSb2 O3とをマトリックスに
添加することが好ましい。その量は０．１〜１０mol%で
あるのが好ましい。
物を含むマトリックス及び等方性結晶に成長するか、又
は結晶成長しない元素又は化合物を含むマトリックス
は、例えば以下に詳説する溶融・熱析出法、スパッター
法、ゾル・ゲル法、イオン交換法またはイオン注入法を
用いて作製することができる。例えば、溶融・熱析出法
の場合、マトリックスとなるガラスの出発原料と異方性
粒子の出発原料を含む混合物を加熱・溶融させてガラス
融液とした後、このガラス融液を室温まで冷却して、異
方性粒子構成元素がイオンまたは原子状としてマトリッ
クス中に溶融している均一ガラスを得ることができる。
ガラス原料には、半導体や金属成分の酸化を防止するた
めに、酸化作用の強い硝酸塩、硫酸塩等は避け、酸化
物、水酸化物等を用いるのが好ましい。Six Ge
(1-x) （０≦ｘ≦１）半導体微粒子を分散する場合、Si
x Ge(1-x) （０≦ｘ≦１）半導体成分の酸化を防止をす
るために、ガラス原料溶解中にＣ等の還元剤をガラス原
料に添加することが好ましい。また、Znx Cdy Pb
(1-x-y) S Z Sew Te(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１、０≦ｚ≦１、０≦ｗ≦１）半導体微粒子を分散する
場合、ガラス中への半導体構成成分の溶解を促進し、ガ
ラス溶解中のS 、Se、Teの揮発を防止し、かつ、微粒子
の析出を促進する効果を有するZnOおよび／またはCdO
および／またはPbO を含有するマトリックスを用いるこ
とが好ましい。また、Tlx Cu(1-x) Cly Brz I (1-Y-Z)
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）半導体微粒子
を分散する場合、Ｔ１および／またはCuの酸化を防止
し、ガラス溶解中のCl、Br、I の揮発を防止し、かつ、
半導体微粒子を析出を促進させる効果を有する成分であ
るSnO および／またはSb2 O3とをマトリックスに添加す
ることが好ましい。SnO とSb2 O3の含量は１０mol%以下
が好ましい。また、金属微粒子を析出させる際、熱的還
元作用を有し、金属微粒子の析出を的確に行うための成
分であるSnO および／またはSb2 O3とをマトリックスに
添加することが好ましい。その量は０．１〜１０mol%で
あるのが好ましい。
【００１９】半導体微粒子の出発原料には、半導体およ
び／または半導体化合物と半導体および／または半導体
化合物の固溶体を用いることができる。Six Ge
(1-x) （０≦ｘ≦１）半導体の出発原料にはSi、Geおよ
びSix Ge(1-x) （０≦ｘ≦１）固溶体を用いることが出
来る。また、Znx Cdy Pb(1-x-y) S X Sew Te
(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦
ｗ≦１）半導体微粒子の出発原料には、ZnS 、ZnSe、Zn
Te、CdS 、CdSe、CdTe、PbS 、PbSe、PbTe、の半導体化
合物および／またはZnx Cdy Pb(1-x-y) S x Sew Te
(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦
ｗ≦１）固溶体を用いることが出来る。また、Tlx Cu
(1-x) ClyBrz I (1-y-z) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、
０≦ｚ≦１、０≦ｗ≦１）半導体微粒子の出発原料に
は、TlCl、TlBr、TlI 、CuCl、CuBr、CuI の半導体化合
物および／またはTlx Cu(1-x) Cly Brz I (1-y-z) （０
≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）固溶体を用いるこ
とが出来る。この他、Tlの原料としてTl2 O 等の酸化
物、TlF 等のハロゲン化物、Tl2 CO3 等の炭酸塩等を用
い、Cuの原料としてCu2 O等の酸化物、CuF 等のハロゲ
ン化物、Cu2 CO3 等の炭酸塩等を用いることが出来る。
また、Clの原料としてはCdCl2 等の塩化合物を用いるこ
とができ、Brの原料としてはCdBr2 等の臭化合物を用い
ることができる。さらに、I の原料としてはCdI2等のヨ
ウ化物を用いることが出来る。
び／または半導体化合物と半導体および／または半導体
化合物の固溶体を用いることができる。Six Ge
(1-x) （０≦ｘ≦１）半導体の出発原料にはSi、Geおよ
びSix Ge(1-x) （０≦ｘ≦１）固溶体を用いることが出
来る。また、Znx Cdy Pb(1-x-y) S X Sew Te
(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦
ｗ≦１）半導体微粒子の出発原料には、ZnS 、ZnSe、Zn
Te、CdS 、CdSe、CdTe、PbS 、PbSe、PbTe、の半導体化
合物および／またはZnx Cdy Pb(1-x-y) S x Sew Te
(1-z-w) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０≦
ｗ≦１）固溶体を用いることが出来る。また、Tlx Cu
(1-x) ClyBrz I (1-y-z) （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、
０≦ｚ≦１、０≦ｗ≦１）半導体微粒子の出発原料に
は、TlCl、TlBr、TlI 、CuCl、CuBr、CuI の半導体化合
物および／またはTlx Cu(1-x) Cly Brz I (1-y-z) （０
≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）固溶体を用いるこ
とが出来る。この他、Tlの原料としてTl2 O 等の酸化
物、TlF 等のハロゲン化物、Tl2 CO3 等の炭酸塩等を用
い、Cuの原料としてCu2 O等の酸化物、CuF 等のハロゲ
ン化物、Cu2 CO3 等の炭酸塩等を用いることが出来る。
また、Clの原料としてはCdCl2 等の塩化合物を用いるこ
とができ、Brの原料としてはCdBr2 等の臭化合物を用い
ることができる。さらに、I の原料としてはCdI2等のヨ
ウ化物を用いることが出来る。
【００２０】金属微粒子の出発原料には各金属と各金属
の化合物を用いることが出来る。銅化合物としては、Cu
2 O 、CuO 等の酸化物、CuF 、CuCl、CuBr、CuI 等のハ
ロゲン化物、CuCO3 等の炭酸塩を用いることが出来る。
また、銀化合物としては、Ag2 O 、AgO 等の酸化物、Ag
F 、AgCl、AgBr、AgI 等のハロゲン化物、AgCO3 等の炭
酸塩等を用いることが出来る。また、金化合物として
は、Au2 O3等の酸化物、AuBr3 、AuCl3 、AuＨCl4 等の
ハロゲン化物を用いることが出来る。さらに、銅及び銀
の有機金属化合物を用いることが出来る。また、その他
の金属の化合物においても、上記銅、銀、金同様の化合
物を用いることが出来る。また、上記金属化合物を金属
単体に換算して、０．１〜１０mol%となるような割合で
含有させることが可能である。
の化合物を用いることが出来る。銅化合物としては、Cu
2 O 、CuO 等の酸化物、CuF 、CuCl、CuBr、CuI 等のハ
ロゲン化物、CuCO3 等の炭酸塩を用いることが出来る。
また、銀化合物としては、Ag2 O 、AgO 等の酸化物、Ag
F 、AgCl、AgBr、AgI 等のハロゲン化物、AgCO3 等の炭
酸塩等を用いることが出来る。また、金化合物として
は、Au2 O3等の酸化物、AuBr3 、AuCl3 、AuＨCl4 等の
ハロゲン化物を用いることが出来る。さらに、銅及び銀
の有機金属化合物を用いることが出来る。また、その他
の金属の化合物においても、上記銅、銀、金同様の化合
物を用いることが出来る。また、上記金属化合物を金属
単体に換算して、０．１〜１０mol%となるような割合で
含有させることが可能である。
【００２１】このようにして得られたガラスは、室温か
ら所定の温度まで加熱し、この所定の温度で熱処理する
ことで、微粒子をマトリックス中の析出させることが出
来る。半導体微粒子の析出は、半導体微粒子が析出する
温度域、例えば２００〜１０００℃で半導体を構成する
イオンおよび／または原子が凝集して結晶核を作り、そ
の結晶が成長することに基づくものである。金属微粒子
の析出は、金属微粒子が析出する温度域、例えば、２０
０〜１０００℃で添加した金属および金属化合物に由来
する金属イオンが還元作用を有するSnイオン（SnO に由
来する）および／またはSbイオン（Sb2 O3に由来する）
と反応して金属原子が生成し、ついでこの金属原子が凝
集して結晶核を作り、その結晶が成長することに基づく
ものである。この熱処理により、異方性結晶に成長する
元素又は化合物を含むガラス中には、異方性結晶が析出
成長する。また、等方性結晶に成長する元素又は化合物
を含むガラスの場合、等方性結晶の粒子がガラス中に析
出成長する。さらに、結晶成長しない元素又は化合物を
含むガラスの場合、不規則な格子を形成して析出成長す
る。
ら所定の温度まで加熱し、この所定の温度で熱処理する
ことで、微粒子をマトリックス中の析出させることが出
来る。半導体微粒子の析出は、半導体微粒子が析出する
温度域、例えば２００〜１０００℃で半導体を構成する
イオンおよび／または原子が凝集して結晶核を作り、そ
の結晶が成長することに基づくものである。金属微粒子
の析出は、金属微粒子が析出する温度域、例えば、２０
０〜１０００℃で添加した金属および金属化合物に由来
する金属イオンが還元作用を有するSnイオン（SnO に由
来する）および／またはSbイオン（Sb2 O3に由来する）
と反応して金属原子が生成し、ついでこの金属原子が凝
集して結晶核を作り、その結晶が成長することに基づく
ものである。この熱処理により、異方性結晶に成長する
元素又は化合物を含むガラス中には、異方性結晶が析出
成長する。また、等方性結晶に成長する元素又は化合物
を含むガラスの場合、等方性結晶の粒子がガラス中に析
出成長する。さらに、結晶成長しない元素又は化合物を
含むガラスの場合、不規則な格子を形成して析出成長す
る。
【００２２】イオン注入法では、前記のガラスまたは結
晶のマトリックスに、粒子を構成する成分のイオンを高
速で打ち込み、マトリックス中に粒子構成成分を含有さ
せる。このイオン注入には、通常のイオン注入装置を用
いることができる。さらに得られたマトリックスを前記
溶融・熱析出法と同様に熱処理して、マトリックス中に
異方性又は等方性微粒子を生成、分散させることができ
る。
晶のマトリックスに、粒子を構成する成分のイオンを高
速で打ち込み、マトリックス中に粒子構成成分を含有さ
せる。このイオン注入には、通常のイオン注入装置を用
いることができる。さらに得られたマトリックスを前記
溶融・熱析出法と同様に熱処理して、マトリックス中に
異方性又は等方性微粒子を生成、分散させることができ
る。
【００２３】イオン交換法では、前記のガラスまたは結
晶のマトリックスに被交換イオン（例えば、アルカリイ
オン等）を含有させた材料を用いて、被交換イオンと微
粒子構成成分とを乾式法または湿式法でイオン交換する
ことにより、マトリックス中に微粒子構成成分を含有さ
せる。次いで、得られたマトリックスを前記溶融・熱析
出法と同様に熱処理して、マトリックス中に異方性又は
等方性微粒子を生成、分散させることができる。
晶のマトリックスに被交換イオン（例えば、アルカリイ
オン等）を含有させた材料を用いて、被交換イオンと微
粒子構成成分とを乾式法または湿式法でイオン交換する
ことにより、マトリックス中に微粒子構成成分を含有さ
せる。次いで、得られたマトリックスを前記溶融・熱析
出法と同様に熱処理して、マトリックス中に異方性又は
等方性微粒子を生成、分散させることができる。
【００２４】スパッタ法では、通常のスパッタ装置を用
いて基板（例えば、石英ガラス等）上に、前記のガラス
または結晶のマトリックスと微粒子の原料を交互または
同時に蒸着して微粒子構成成分を含有した材料を作製
し、前記溶融・熱析出法と同様に熱処理を行い、前記ガ
ラスおよび／または結晶マトリックス中に異方性又は等
方性微粒子を生成分散させることが出来る。また、スパ
ッタ装置のカソード面に対して基板を傾けてセットした
場合は、棒状微粒子が平行に配向して成長するので、改
めて分散微粒子を変形・配向することなく、異方性粒子
が同一方向に配向して分散する材料を得ることができ
る。
いて基板（例えば、石英ガラス等）上に、前記のガラス
または結晶のマトリックスと微粒子の原料を交互または
同時に蒸着して微粒子構成成分を含有した材料を作製
し、前記溶融・熱析出法と同様に熱処理を行い、前記ガ
ラスおよび／または結晶マトリックス中に異方性又は等
方性微粒子を生成分散させることが出来る。また、スパ
ッタ装置のカソード面に対して基板を傾けてセットした
場合は、棒状微粒子が平行に配向して成長するので、改
めて分散微粒子を変形・配向することなく、異方性粒子
が同一方向に配向して分散する材料を得ることができ
る。
【００２５】ゾル・ゲル法では、前記のガラスまたは結
晶のマトリックス原料の金属アルコキサイドのアルコー
ル溶液を加水分解させて得た、マトリックス前駆体のゾ
ルに、微粒子原料のアルコール溶液を加え均一攪拌し、
加熱してゲル化・固化することにより、微粒子成分を含
有したマトリックスを得ることが出来る。得られたマト
リックスを前記溶融・熱析出法と同様に熱処理を行い、
前記ガラスおよび／または結晶マトリックス中に異方性
又は等方性微粒子を生成分散させることが出来る。
晶のマトリックス原料の金属アルコキサイドのアルコー
ル溶液を加水分解させて得た、マトリックス前駆体のゾ
ルに、微粒子原料のアルコール溶液を加え均一攪拌し、
加熱してゲル化・固化することにより、微粒子成分を含
有したマトリックスを得ることが出来る。得られたマト
リックスを前記溶融・熱析出法と同様に熱処理を行い、
前記ガラスおよび／または結晶マトリックス中に異方性
又は等方性微粒子を生成分散させることが出来る。
【００２６】次に、本発明の非線形光学素子は、上記の
非線形光学材料を用いて作製される各種状態（例えば、
ファブリ・ペロー共振器型、導波路型、光カー・シャッ
ター型）の光スイッチ素子である。上記の非線形光学材
料を用いることによって、高い光学的品質を保ち、極め
て速い応答性能と良好な非線形光学性能を有する非線形
光学素子を提供することが出来る。
非線形光学材料を用いて作製される各種状態（例えば、
ファブリ・ペロー共振器型、導波路型、光カー・シャッ
ター型）の光スイッチ素子である。上記の非線形光学材
料を用いることによって、高い光学的品質を保ち、極め
て速い応答性能と良好な非線形光学性能を有する非線形
光学素子を提供することが出来る。
【００２７】本発明の非線形光学材料は、透明なマトリ
ックス中に、例えば、アスペクト比が１．２：１以上１
００：１以下の異方性を有し、粒子の長軸の長さが１nm
以上１００nm以下の微粒子を一定方向に配向させ分散さ
せた構造を有しており、マトリックス中に分散する微粒
子の長軸方向と短軸方向に応じて非線形感受率や非線形
光学特性に異方性が発現される。上記の作用により、本
発明の材料は、従来の非線形光学材料に偏光特性等の異
方性が付与され、本発明の非線形光学材料を用いること
により、信号光や制御光の偏光方向により選択的に機能
する非線形光学素子を作製することが可能となる。
ックス中に、例えば、アスペクト比が１．２：１以上１
００：１以下の異方性を有し、粒子の長軸の長さが１nm
以上１００nm以下の微粒子を一定方向に配向させ分散さ
せた構造を有しており、マトリックス中に分散する微粒
子の長軸方向と短軸方向に応じて非線形感受率や非線形
光学特性に異方性が発現される。上記の作用により、本
発明の材料は、従来の非線形光学材料に偏光特性等の異
方性が付与され、本発明の非線形光学材料を用いること
により、信号光や制御光の偏光方向により選択的に機能
する非線形光学素子を作製することが可能となる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 実施例１ （延伸、CuCl／ガラス（１）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、３０mol%のB2
O3 と６８mol%のPbOと、２mol%のSnO からなる組成物
を用い、このマトリックス組成物１００mol%に対して、
１mol%のCuClをCuCl半導体微粒子の原料として混合した
ものを、耐火性ルツボ中で１０００℃において１５分間
加熱して均一なガラス融液とした後、鉄板上にキャスト
して無色・透明なガラスを得た。このガラスを、あらか
じめ３８０℃に保持した電気炉に中に入れ、この温度で
２時間加熱処理したところ、ガラスは黄色に着色してい
た。このようにして得られたガラスをＸ線回析法を用い
て測定したところ、CuCl結晶ピークが観察され、CuCl微
粒子分散ガラスが得られたことが確認された。さらにこ
のガラス中に含まれるCuCl微粒子の大きさをＸ線回析法
および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定したと
ころ、CuCl微粒子は球状（アスペクト比＜１．０５：
１）であり、平均半径は２nmであった。また、このマト
リックスガラスの屈折率は１．９８であった。このガラ
スから切り出した１５×２５×１ｍｍ3 の試料ガラスを
油圧グリップに装着し、５９０℃で加熱しつつ応力１１
７０kg/cm2で延伸した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭ
により観察したところ、CuCl微粒子が棒状に変形し、そ
れらが長軸をほぼ平行に（５℃以内の傾きで）配向して
いることが確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均す
ると、長軸方向が２５nm（Ｌ）、短軸方向が２nm（Ｓ）
で、アスペクト比(L:S) は１２．５：１であった。この
試料を光学研磨し延伸軸方向に長い５×１０×０．０１
ｍｍ3 の延伸試料とし、非線形光学定数｜χ(3) ｜を、
延伸軸に垂直（Ｐ＋）及び水平（Ｐ//）な偏光を用いて
縮退四光波混合法により測定した。液体窒素温度（７７
Ｋ）で、光吸収ピーク付近の波長（３８３nm）で測定し
た｜χ(3) ｜／αと吸収係数αの偏光依存性を図１に示
す。｜χ(3) ｜／αの偏光依存性をみるといずれの場合
にも吸収ピーク近傍で最大値を示しており、延伸軸のに
平行な偏光（Ｐ//）に対する｜χ(3) //｜／α//（１）
の値が８．９６×１０-10 esu・cm（｜χ(3) //｜＝
６．０×１０-7esu 、α//＝６７０cm-1（３））、垂直
な偏光に対する｜χ(3) + ｜／α+ （２）の値が１．０
×１０-10 esu ・cm（｜χ(3) + ｜＝０．４２×１０-7
esu 、α+ ＝４２０cm-1（４））と、｜χ(3) ｜で１
４．３：１、｜χ(3) ｜／αで９．０：１の偏光性を有
していた。
O3 と６８mol%のPbOと、２mol%のSnO からなる組成物
を用い、このマトリックス組成物１００mol%に対して、
１mol%のCuClをCuCl半導体微粒子の原料として混合した
ものを、耐火性ルツボ中で１０００℃において１５分間
加熱して均一なガラス融液とした後、鉄板上にキャスト
して無色・透明なガラスを得た。このガラスを、あらか
じめ３８０℃に保持した電気炉に中に入れ、この温度で
２時間加熱処理したところ、ガラスは黄色に着色してい
た。このようにして得られたガラスをＸ線回析法を用い
て測定したところ、CuCl結晶ピークが観察され、CuCl微
粒子分散ガラスが得られたことが確認された。さらにこ
のガラス中に含まれるCuCl微粒子の大きさをＸ線回析法
および透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定したと
ころ、CuCl微粒子は球状（アスペクト比＜１．０５：
１）であり、平均半径は２nmであった。また、このマト
リックスガラスの屈折率は１．９８であった。このガラ
スから切り出した１５×２５×１ｍｍ3 の試料ガラスを
油圧グリップに装着し、５９０℃で加熱しつつ応力１１
７０kg/cm2で延伸した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭ
により観察したところ、CuCl微粒子が棒状に変形し、そ
れらが長軸をほぼ平行に（５℃以内の傾きで）配向して
いることが確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均す
ると、長軸方向が２５nm（Ｌ）、短軸方向が２nm（Ｓ）
で、アスペクト比(L:S) は１２．５：１であった。この
試料を光学研磨し延伸軸方向に長い５×１０×０．０１
ｍｍ3 の延伸試料とし、非線形光学定数｜χ(3) ｜を、
延伸軸に垂直（Ｐ＋）及び水平（Ｐ//）な偏光を用いて
縮退四光波混合法により測定した。液体窒素温度（７７
Ｋ）で、光吸収ピーク付近の波長（３８３nm）で測定し
た｜χ(3) ｜／αと吸収係数αの偏光依存性を図１に示
す。｜χ(3) ｜／αの偏光依存性をみるといずれの場合
にも吸収ピーク近傍で最大値を示しており、延伸軸のに
平行な偏光（Ｐ//）に対する｜χ(3) //｜／α//（１）
の値が８．９６×１０-10 esu・cm（｜χ(3) //｜＝
６．０×１０-7esu 、α//＝６７０cm-1（３））、垂直
な偏光に対する｜χ(3) + ｜／α+ （２）の値が１．０
×１０-10 esu ・cm（｜χ(3) + ｜＝０．４２×１０-7
esu 、α+ ＝４２０cm-1（４））と、｜χ(3) ｜で１
４．３：１、｜χ(3) ｜／αで９．０：１の偏光性を有
していた。
【００２９】比較例１（アスペクト比＜１．２：１） 実施例１で得た球状CuCl微粒子分散ガラスを５９０℃で
加熱しつつ応力６００kg/cm2で延伸した。得られた試料
ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、CuCl微粒子が
太い棒状に変形し、それらが長軸の傾き５°以内で配向
していることが確かめられた。棒状微粒子の大きさと形
状は、長軸方向が、２．１nm（Ｌ）、短軸方向が１．８
nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は１．１７：１であっ
た。この試料を実施例１と同様の方法で、非線形光学定
数測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が９．８０
×１０-10 esu ・cm（｜χ(3) //｜＝５．６×１０-7es
u、α//＝５５０cm-1）、垂直な偏光に対する｜χ(3)
+ ｜／α+ の値が９．７２×１０-10 esu ・cm（｜χ
(3) + ｜＝５．２×１０-7esu 、α+ ＝５３５cm-1）
と、｜χ(3) ｜、｜χ(3) ｜／αとも、偏光方向による
差が殆ど得られなかった。
加熱しつつ応力６００kg/cm2で延伸した。得られた試料
ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、CuCl微粒子が
太い棒状に変形し、それらが長軸の傾き５°以内で配向
していることが確かめられた。棒状微粒子の大きさと形
状は、長軸方向が、２．１nm（Ｌ）、短軸方向が１．８
nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は１．１７：１であっ
た。この試料を実施例１と同様の方法で、非線形光学定
数測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が９．８０
×１０-10 esu ・cm（｜χ(3) //｜＝５．６×１０-7es
u、α//＝５５０cm-1）、垂直な偏光に対する｜χ(3)
+ ｜／α+ の値が９．７２×１０-10 esu ・cm（｜χ
(3) + ｜＝５．２×１０-7esu 、α+ ＝５３５cm-1）
と、｜χ(3) ｜、｜χ(3) ｜／αとも、偏光方向による
差が殆ど得られなかった。
【００３０】実施例２ （延伸、０．２TlCl２Cu2 O ／
ガラス（２）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、５mol%のB2 O
3 と６０mol%のPbO と１０mol%のGa2 O3と２５mol%のBi
2 O3からなる組成物を用い、このマトリックス組成物１
００mol%に対して、０．２mol%のTlBrと２mol%のCuClと
０．２mol%のCuBrを半導体微粒子の組成として混合した
ものを用い、ガラス原料の溶解条件として１１００℃で
１５分、得られたガラスの熱処理条件として４２０℃で
２時間を採用した以外は実施例１と同様にして、屈折率
２．２１のマトリックスガラス中に球状のTl0.08Cu0.92
Br0.17Cl0.83微粒子が分散されたガラスを得た。このガ
ラスを温度６０５℃、応力１２１０kg/cm2で延伸した。
得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、
Tl0.08Cu0.92Br0.17Cl0.83微粒子が棒状に変形し、それ
らが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向してい
ることが確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均する
と、長軸方向が、３２nm（Ｌ）、短軸方向が０．８４nm
（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は３８．２：１であっ
た。この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の方法
で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が８．７０
×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+ の値が
０．４×１０-10 esu ・cmと２２：１の偏光性を有して
いた。
ガラス（２）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、５mol%のB2 O
3 と６０mol%のPbO と１０mol%のGa2 O3と２５mol%のBi
2 O3からなる組成物を用い、このマトリックス組成物１
００mol%に対して、０．２mol%のTlBrと２mol%のCuClと
０．２mol%のCuBrを半導体微粒子の組成として混合した
ものを用い、ガラス原料の溶解条件として１１００℃で
１５分、得られたガラスの熱処理条件として４２０℃で
２時間を採用した以外は実施例１と同様にして、屈折率
２．２１のマトリックスガラス中に球状のTl0.08Cu0.92
Br0.17Cl0.83微粒子が分散されたガラスを得た。このガ
ラスを温度６０５℃、応力１２１０kg/cm2で延伸した。
得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、
Tl0.08Cu0.92Br0.17Cl0.83微粒子が棒状に変形し、それ
らが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向してい
ることが確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均する
と、長軸方向が、３２nm（Ｌ）、短軸方向が０．８４nm
（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は３８．２：１であっ
た。この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の方法
で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が８．７０
×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+ の値が
０．４×１０-10 esu ・cmと２２：１の偏光性を有して
いた。
【００３１】実施例３ （圧縮、0.2TlI2CuCl ／ガラス
（７）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、５０mol%のTe
O2と２０mol%のSb2 O3と２８mol%のBaO と２mol%のSnO
を用い、このマトリッス組成物１００mol%に対して、
０．２mol%のTlI と２mol%のCuClを半導体微粒子の組成
として混合したものを用い、ガラス原料の溶解条件とし
て１１００℃で１０分、得られたガラスの熱処理条件と
して４５０℃で１時間採用した以外は実施例１と同様に
して、球状の0.2TlI2CuCl 微粒子分散ガラスを得た。
尚、0.2TlI2CuCl であることは、Ｘ線回折により確認し
た。このマトリックスガラスの屈折率は２．０７であっ
た。このガラスから切り出した１０×１０×3mm3の試料
をプレス機にセットし、温度は５９５℃、圧力は１０５
０kg/cm2で圧縮した。このようにして得られた試料ガラ
スをＴＥＭにより観察したところ、0.2TlI2CuCl 微粒子
が円板状に変形し、そられが短軸をほぼ平行に（５°以
内の傾きで）配向していることが確かめられた。板状微
粒子の大きさを平均すると、長軸方向の直径が２７．５
nm（Ｌ）、短軸方向が、２．１nm（Ｓ）で、アスペクト
比(L:S) は１３．１：１であった。この試料の非線形光
学定数を実施例１と同様の方法で測定したところ、｜χ
(3) //｜／α//の値が９．６０×１０-1esu ・cmに対し
て｜χ(3) + ｜／α+ の値が０．６５×１０-1esu ・cm
と１５：１の偏光性を有していた。
（７）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、５０mol%のTe
O2と２０mol%のSb2 O3と２８mol%のBaO と２mol%のSnO
を用い、このマトリッス組成物１００mol%に対して、
０．２mol%のTlI と２mol%のCuClを半導体微粒子の組成
として混合したものを用い、ガラス原料の溶解条件とし
て１１００℃で１０分、得られたガラスの熱処理条件と
して４５０℃で１時間採用した以外は実施例１と同様に
して、球状の0.2TlI2CuCl 微粒子分散ガラスを得た。
尚、0.2TlI2CuCl であることは、Ｘ線回折により確認し
た。このマトリックスガラスの屈折率は２．０７であっ
た。このガラスから切り出した１０×１０×3mm3の試料
をプレス機にセットし、温度は５９５℃、圧力は１０５
０kg/cm2で圧縮した。このようにして得られた試料ガラ
スをＴＥＭにより観察したところ、0.2TlI2CuCl 微粒子
が円板状に変形し、そられが短軸をほぼ平行に（５°以
内の傾きで）配向していることが確かめられた。板状微
粒子の大きさを平均すると、長軸方向の直径が２７．５
nm（Ｌ）、短軸方向が、２．１nm（Ｓ）で、アスペクト
比(L:S) は１３．１：１であった。この試料の非線形光
学定数を実施例１と同様の方法で測定したところ、｜χ
(3) //｜／α//の値が９．６０×１０-1esu ・cmに対し
て｜χ(3) + ｜／α+ の値が０．６５×１０-1esu ・cm
と１５：１の偏光性を有していた。
【００３２】実施例４ （圧縮、ZnSZnSeZnTe ／ガラス
（４）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、３０mol%のBi
2 O3と１０mol%のPbOと４０mol%のGeO2と１０mol%のZnO
と１０mol%のTl2 O からなる組成物を用い、このマト
リックス組成物１００mol%に対して、１mol%のZnS と４
mol%のZnSeと１mol%のZnTeを半導体微粒子の組成として
混合したものを用い、ガラス原料の溶解条件として１１
００℃で１０分、得られたガラスの熱処理条件として４
５０℃で１６時間を採用した以外は実施例１と同様にし
て、屈折率２．２４のマトリックスガラス中に球状のZn
S0.17Se0.66Te0.17 微粒子が分散されたガラスを得た。
尚、ZnS0.17Se0.66Te0.17 であることは、Ｘ線回折によ
り確認した。このガラスを、温度６００℃、圧力を１０
１５kg/cm2を採用した以外は実施例３と同様の方法で圧
縮した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察した
ところ、ZnS0.17Se0.66Te0.17 微粒子が棒状に変形し、
それらが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向し
ていることが確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均
すると、長軸方向が、１７．５nm（Ｌ）、短軸方向が
１．９nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S)は９．２：１で
あった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の
方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が０．
８８×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+ の
値が０．１０×１０-10 esu ・cmと８．８：１の偏光性
を有していた。
（４）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、３０mol%のBi
2 O3と１０mol%のPbOと４０mol%のGeO2と１０mol%のZnO
と１０mol%のTl2 O からなる組成物を用い、このマト
リックス組成物１００mol%に対して、１mol%のZnS と４
mol%のZnSeと１mol%のZnTeを半導体微粒子の組成として
混合したものを用い、ガラス原料の溶解条件として１１
００℃で１０分、得られたガラスの熱処理条件として４
５０℃で１６時間を採用した以外は実施例１と同様にし
て、屈折率２．２４のマトリックスガラス中に球状のZn
S0.17Se0.66Te0.17 微粒子が分散されたガラスを得た。
尚、ZnS0.17Se0.66Te0.17 であることは、Ｘ線回折によ
り確認した。このガラスを、温度６００℃、圧力を１０
１５kg/cm2を採用した以外は実施例３と同様の方法で圧
縮した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察した
ところ、ZnS0.17Se0.66Te0.17 微粒子が棒状に変形し、
それらが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向し
ていることが確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均
すると、長軸方向が、１７．５nm（Ｌ）、短軸方向が
１．９nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S)は９．２：１で
あった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の
方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が０．
８８×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+ の
値が０．１０×１０-10 esu ・cmと８．８：１の偏光性
を有していた。
【００３３】 実施例５ （延伸、CdSeMgSe／ガラス（８）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、５０mol%のBi
2 O3と３０mol%のCdOと２０mol%のP2 O5 からなる組成
物を用い、このマトリックス組成物１００mol%に対し
て、２０mol%のCdSeと１mol%のMgSeを半導体微粒子の組
成としたものを用い、ガラス原料の溶解条件として１１
００℃で１０分、得られたガラスの熱処理条件として４
５０℃で１６時間を採用した以外は実施例１と同様にし
て、屈折率２．０９のマトリックスガラス中に球状のCd
0.95Mg0.05Se微粒子が分散されたガラスを得た。尚、Cd
0.95Mg0.05Seであることは、Ｘ線回折により確認した。
このガラスを温度を６１５℃、圧力を１０００kg/cm2を
採用した以外は実施例１と同様の方法で延伸した。得ら
れた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、Cd
0.95Mg0.05Se微粒子が棒状に変形し、それらが長軸をぼ
ぼ平行に（５°以内の傾きで）配向していることが確か
められた。棒状微粒子の大きさを平均すると、長軸方向
が８nm（Ｌ）、短軸方向が０．９７nm（Ｓ）で、アスペ
クト比(L:S) は８．２：１であった。この試料の非線形
光学定数を実施例１と同様の方法で測定したところ、｜
χ(3) //｜／α//の値が１．２０×１０-10 esu ・cmに
対して｜χ(3) + ｜／α+ の値が０．１４×１０-10 es
u ・cmと８．６：１の偏光性を有していた。
2 O3と３０mol%のCdOと２０mol%のP2 O5 からなる組成
物を用い、このマトリックス組成物１００mol%に対し
て、２０mol%のCdSeと１mol%のMgSeを半導体微粒子の組
成としたものを用い、ガラス原料の溶解条件として１１
００℃で１０分、得られたガラスの熱処理条件として４
５０℃で１６時間を採用した以外は実施例１と同様にし
て、屈折率２．０９のマトリックスガラス中に球状のCd
0.95Mg0.05Se微粒子が分散されたガラスを得た。尚、Cd
0.95Mg0.05Seであることは、Ｘ線回折により確認した。
このガラスを温度を６１５℃、圧力を１０００kg/cm2を
採用した以外は実施例１と同様の方法で延伸した。得ら
れた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、Cd
0.95Mg0.05Se微粒子が棒状に変形し、それらが長軸をぼ
ぼ平行に（５°以内の傾きで）配向していることが確か
められた。棒状微粒子の大きさを平均すると、長軸方向
が８nm（Ｌ）、短軸方向が０．９７nm（Ｓ）で、アスペ
クト比(L:S) は８．２：１であった。この試料の非線形
光学定数を実施例１と同様の方法で測定したところ、｜
χ(3) //｜／α//の値が１．２０×１０-10 esu ・cmに
対して｜χ(3) + ｜／α+ の値が０．１４×１０-10 es
u ・cmと８．６：１の偏光性を有していた。
【００３４】 実施例６ （延伸、Si／ガラス（９）、イオン注入） マトリックスとなるガラスの原料として、９０mol%のAs
2 S3と１０mol%のSb2S3からなる組成物（As３６ａｔ
％、Sb４ａｔ％、AsとSbの合量４０ａｔ％、S ６０ａｔ
％）を石英容器の中に封入して、１時間当たり１００℃
の昇温速度で４００℃まで加熱し、４００℃で６時間保
持した後、再び１時間当たり１００℃の昇温速度で７０
０℃まで加熱し、７００℃で１２時間保持した後、室温
まで冷却して得たガラスを用い、イオン注入装置でSi+
イオンを１８０ｋｅｖで、ドーズ量が５×１０17ｉｏｎ
ｓ／cm2 となるように注入した。このようにして得られ
たガラスをＸ線回析法を用いて測定したところ、Si結晶
ピークが観察され、Si微粒子分散ガラスが得られたこと
が確認された。さらにSi微粒子分散ガラス中に含まれる
Si微粒子の大きさをＸ線回析法およびＴＥＭを用いて測
定したところ、Si微粒子は球形でありその平均半径は２
１nmであった。また、このマトリックスガラスの屈折率
は、２．５５であった。次にこの試料を温度６２０℃、
応力１０００kg/cm2を採用した以外は実施例１と同様の
方法で延伸し、微粒子の形状・大きさと非線形光学定数
を測定を行った。ＴＥＭにより観察したところ、Si微粒
子が棒状に変形し、それらが長軸をほぼ平行に（５°以
内の傾きで）配向していることが確かめられ、棒状微粒
子の大きさを平均すると、長軸方向が１１nm（Ｌ）、短
軸方向が１．７nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は６．
４：１であった。また、光吸収ピーク付近の波長（１０
６０nm）で、室温において測定した｜χ(3) //｜／α//
の値が１．０２×１０-10 esu ・cm（｜χ(3) //｜／α
//の値が１．２８×１０-7 esu 、α//＝１２５０c
m-1）、垂直な偏光に対する｜χ(3) + ｜／α+の値が
０．２１×１０-10 esu ・cm（｜χ(3) + ｜＝０．２１
×１０-7 esu 、α+ ＝１０１０cm-1）と、｜χ(3) ｜
で６．１：１、｜χ(3) ｜／αで４．９：１の偏光性を
有していた。
2 S3と１０mol%のSb2S3からなる組成物（As３６ａｔ
％、Sb４ａｔ％、AsとSbの合量４０ａｔ％、S ６０ａｔ
％）を石英容器の中に封入して、１時間当たり１００℃
の昇温速度で４００℃まで加熱し、４００℃で６時間保
持した後、再び１時間当たり１００℃の昇温速度で７０
０℃まで加熱し、７００℃で１２時間保持した後、室温
まで冷却して得たガラスを用い、イオン注入装置でSi+
イオンを１８０ｋｅｖで、ドーズ量が５×１０17ｉｏｎ
ｓ／cm2 となるように注入した。このようにして得られ
たガラスをＸ線回析法を用いて測定したところ、Si結晶
ピークが観察され、Si微粒子分散ガラスが得られたこと
が確認された。さらにSi微粒子分散ガラス中に含まれる
Si微粒子の大きさをＸ線回析法およびＴＥＭを用いて測
定したところ、Si微粒子は球形でありその平均半径は２
１nmであった。また、このマトリックスガラスの屈折率
は、２．５５であった。次にこの試料を温度６２０℃、
応力１０００kg/cm2を採用した以外は実施例１と同様の
方法で延伸し、微粒子の形状・大きさと非線形光学定数
を測定を行った。ＴＥＭにより観察したところ、Si微粒
子が棒状に変形し、それらが長軸をほぼ平行に（５°以
内の傾きで）配向していることが確かめられ、棒状微粒
子の大きさを平均すると、長軸方向が１１nm（Ｌ）、短
軸方向が１．７nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は６．
４：１であった。また、光吸収ピーク付近の波長（１０
６０nm）で、室温において測定した｜χ(3) //｜／α//
の値が１．０２×１０-10 esu ・cm（｜χ(3) //｜／α
//の値が１．２８×１０-7 esu 、α//＝１２５０c
m-1）、垂直な偏光に対する｜χ(3) + ｜／α+の値が
０．２１×１０-10 esu ・cm（｜χ(3) + ｜＝０．２１
×１０-7 esu 、α+ ＝１０１０cm-1）と、｜χ(3) ｜
で６．１：１、｜χ(3) ｜／αで４．９：１の偏光性を
有していた。
【００３５】 実施例７ （延伸、CuCl／ガラス（３）、イオン交換） マトリックスとなるガラスの原料として、３５mol%のBi
2 O3と３０mol%のPbOと１５mol%のZnO と１３mol%のBaO
と5mol% のBaCl2 と２mol%のNa2 O からなる組成物を
用い、耐火性ルツボ中で１１００℃において１０分間加
熱して均一なガラス融液とした後、鉄板状にキャストし
て無色・透明なガラスを得た。このガラスを３５０℃の
溶融塩（CuCl−ZnCl2 ）中に２４時間浸し、イオン交換
法でCu+イオンをマトリックスガラス中に含有させた
後、４００℃で６時間熱処理して、屈折率２．３２のマ
トリックスガラス中に球状のCuCl微粒子が分散されたガ
ラスを得た。このガラスを温度５９５℃、応力１１００
kg/cm2で延伸した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭによ
り観察したところ、CuCl微粒子が棒状に変形し、それら
が長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向している
ことが確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均する
と、長軸方向が２７．５nm（Ｌ）、短軸方向が２．１nm
（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は１３．１：１であっ
た。この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の方法
で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が０．７５
×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+ の値が
０．１１×１０-10 esu ・cmと６．８：１の偏光性を有
していた。
2 O3と３０mol%のPbOと１５mol%のZnO と１３mol%のBaO
と5mol% のBaCl2 と２mol%のNa2 O からなる組成物を
用い、耐火性ルツボ中で１１００℃において１０分間加
熱して均一なガラス融液とした後、鉄板状にキャストし
て無色・透明なガラスを得た。このガラスを３５０℃の
溶融塩（CuCl−ZnCl2 ）中に２４時間浸し、イオン交換
法でCu+イオンをマトリックスガラス中に含有させた
後、４００℃で６時間熱処理して、屈折率２．３２のマ
トリックスガラス中に球状のCuCl微粒子が分散されたガ
ラスを得た。このガラスを温度５９５℃、応力１１００
kg/cm2で延伸した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭによ
り観察したところ、CuCl微粒子が棒状に変形し、それら
が長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向している
ことが確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均する
と、長軸方向が２７．５nm（Ｌ）、短軸方向が２．１nm
（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は１３．１：１であっ
た。この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の方法
で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が０．７５
×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+ の値が
０．１１×１０-10 esu ・cmと６．８：１の偏光性を有
していた。
【００３６】 実施例８ （圧縮、CdS ／SiO2、ゾル・ゲル） マトリックスガラスとして、シリコンアルコキサイド
（Si（O C2H5）4 ）をアルコールに溶かした後加水分解
し、SiO2ゾルを作製する。このマトリックスガラスのゾ
ルにCdの塩をメタノールに溶かしたものとSC(NH2)2をメ
タノールに溶かしたものを加え、８０℃で攪拌したとこ
ろ混合液が固化（ゲル化）し、CdS を均一に含有するSi
O2ゲル体が得られた。このゲルを５００℃で２時間に条
件で熱処理して球状のCdS 微粒子分散SiO2ガラスを得
た。このマトリックスガラスの屈折率は１．４４であっ
た。このガラスを、試料温度を１０１５℃、圧力を９５
０kg/cm2と設定した以外は実施例３と同様の方法を用い
て圧縮し、得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察し
たところ、CdS 微粒子が円板状に変形し、それらが短軸
をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向していることが
確かめられた。板状微粒子の大きさを平均すると、円板
の長径方向が５．２nm（Ｌ）、厚み（短軸）方向が１．
３nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は４：１であった。
この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の方法で測
定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が７．２１×１
０-12 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+ の値が１．
１８×１０-12 esu ・cmと６．１：１の偏光性を有して
いた。
（Si（O C2H5）4 ）をアルコールに溶かした後加水分解
し、SiO2ゾルを作製する。このマトリックスガラスのゾ
ルにCdの塩をメタノールに溶かしたものとSC(NH2)2をメ
タノールに溶かしたものを加え、８０℃で攪拌したとこ
ろ混合液が固化（ゲル化）し、CdS を均一に含有するSi
O2ゲル体が得られた。このゲルを５００℃で２時間に条
件で熱処理して球状のCdS 微粒子分散SiO2ガラスを得
た。このマトリックスガラスの屈折率は１．４４であっ
た。このガラスを、試料温度を１０１５℃、圧力を９５
０kg/cm2と設定した以外は実施例３と同様の方法を用い
て圧縮し、得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察し
たところ、CdS 微粒子が円板状に変形し、それらが短軸
をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向していることが
確かめられた。板状微粒子の大きさを平均すると、円板
の長径方向が５．２nm（Ｌ）、厚み（短軸）方向が１．
３nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は４：１であった。
この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の方法で測
定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値が７．２１×１
０-12 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+ の値が１．
１８×１０-12 esu ・cmと６．１：１の偏光性を有して
いた。
【００３７】実施例９ （延伸、CdSSeTe 微粒子結晶成
長／ガラス（８）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、５０mol%のBi
2 O3と３０mol%のCdOと１０mol%のB2 O3 と５mol%のP2
O5 からなる組成物を用い、このマトリックス組成物１
００mol%に対して、２mol%のCdS と６mol%のCdSeと２mo
l%のCdTeを半導体微粒子の組成として混合したものを用
い、ガラス原料の溶解条件として１１００℃で１０分、
得られたガラスの熱処理条件として４５０℃で１時間を
採用した以外は実施例１と同様にして、球状のCdS0.2Se
0.6Te0.2微粒子分散ガラスを得た。尚、CdS0.2Se0.6Te
0.2であることは、Ｘ線回折により確認した。このマト
リックスガラスの屈折率は、２．１５であった。このガ
ラスをさらに７５０℃で６０時間熱処理すると、暗赤色
に変化したので、Ｘ線回析法およびＴＥＭを用いて観測
したところ、CdS0.2Se0.6Te0.2微粒子が、Ｌ＝１５nm、
Ｓ＝２．４nm、アスペクト比＝６．３：１の結晶軸方向
に細長い六法晶系の柱状結晶に成長していることが確認
された。次に、このガラスを温度６００℃、応力１１５
０kg/cm2を採用した以外は実施例１と同様の方法で、延
伸し、得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したと
ころ、CdS0.2Se0.6Te0.2の柱状晶が結晶軸（長軸）をほ
ぼ平行に（１０°以内の傾きで）配向していることが確
かめられた。棒状微粒子の大きさと形状は延伸前とおな
じであった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同
様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値
１．３０×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α
+ の値が０．２８×１０-10 esu ・cmと、４．６：１の
偏光性を有していた。
長／ガラス（８）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、５０mol%のBi
2 O3と３０mol%のCdOと１０mol%のB2 O3 と５mol%のP2
O5 からなる組成物を用い、このマトリックス組成物１
００mol%に対して、２mol%のCdS と６mol%のCdSeと２mo
l%のCdTeを半導体微粒子の組成として混合したものを用
い、ガラス原料の溶解条件として１１００℃で１０分、
得られたガラスの熱処理条件として４５０℃で１時間を
採用した以外は実施例１と同様にして、球状のCdS0.2Se
0.6Te0.2微粒子分散ガラスを得た。尚、CdS0.2Se0.6Te
0.2であることは、Ｘ線回折により確認した。このマト
リックスガラスの屈折率は、２．１５であった。このガ
ラスをさらに７５０℃で６０時間熱処理すると、暗赤色
に変化したので、Ｘ線回析法およびＴＥＭを用いて観測
したところ、CdS0.2Se0.6Te0.2微粒子が、Ｌ＝１５nm、
Ｓ＝２．４nm、アスペクト比＝６．３：１の結晶軸方向
に細長い六法晶系の柱状結晶に成長していることが確認
された。次に、このガラスを温度６００℃、応力１１５
０kg/cm2を採用した以外は実施例１と同様の方法で、延
伸し、得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したと
ころ、CdS0.2Se0.6Te0.2の柱状晶が結晶軸（長軸）をほ
ぼ平行に（１０°以内の傾きで）配向していることが確
かめられた。棒状微粒子の大きさと形状は延伸前とおな
じであった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同
様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値
１．３０×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α
+ の値が０．２８×１０-10 esu ・cmと、４．６：１の
偏光性を有していた。
【００３８】比較例２ （配向） 実施例９で得たCdS0.2 Se0.6 Te0.2の柱状微結晶分散ガ
ラスを、温度を６００℃、応力６５０kg/cm2を採用した
以外は実施例１と同様の方法で、延伸し、得られた試料
ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、CdS0.2 Se0.6
Te0.2の柱状結晶が結晶軸（長軸）１５°程度の傾きで
配向していた。棒状微粒子の大きさと形状は延伸前とお
なじであった。この試料の非線形光学定数を実施例１と
同様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値
０．８６×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α
+ の値が０．７９×１０-10 esu ・cmと、偏光による差
は１割に満たなかった。
ラスを、温度を６００℃、応力６５０kg/cm2を採用した
以外は実施例１と同様の方法で、延伸し、得られた試料
ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、CdS0.2 Se0.6
Te0.2の柱状結晶が結晶軸（長軸）１５°程度の傾きで
配向していた。棒状微粒子の大きさと形状は延伸前とお
なじであった。この試料の非線形光学定数を実施例１と
同様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の値
０．８６×１０-10 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α
+ の値が０．７９×１０-10 esu ・cmと、偏光による差
は１割に満たなかった。
【００３９】 実施例１０ （延伸、銅／ガラス（１）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、２９mol%のB2
O3 と７１mol%のPbOからなる組成物を用い、このマト
リックス組成物１００mol%に対して、２mol%のSnO を熱
還元成分として、また、１mol%のCu2 O （Cuとして２mo
l%）を銅微粒子の原料として混合したものを用い、ガラ
ス原料の溶解条件として１０００℃で１５分、得られた
ガラスの熱処理条件として３７０℃で１時間を採用した
以外は実施例１と同様にして、屈折率２．０７のマトリ
ックスガラス中に球状の銅微粒子が分散された青色のガ
ラスを得た。このガラスを温度５９０℃、応力１１６０
ｇ／cm2 を採用した以外は実施例１と同様の方法で延伸
した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したと
ころ、銅微粒子が棒状に変形し、それらが長軸をほぼ平
行に（５°以内の傾きで）配向していることが確かめら
れた。棒状微粒子の大きさを平均すると、長軸方向が４
８nm（Ｌ）、短軸方向が１．１nm（Ｓ）で、アスペクト
比(L:S) は４３．６：１であった。この試料の非線形光
学定数を実施例１と同様の方法で測定したところ、｜χ
(3) //｜／α//の値が１．４０×１０-11 esu ・cmに対
して｜χ(3) + ｜／α+ の値が０．０８×１０-11 esu
・cmと１８：１の偏光性を有していた。
O3 と７１mol%のPbOからなる組成物を用い、このマト
リックス組成物１００mol%に対して、２mol%のSnO を熱
還元成分として、また、１mol%のCu2 O （Cuとして２mo
l%）を銅微粒子の原料として混合したものを用い、ガラ
ス原料の溶解条件として１０００℃で１５分、得られた
ガラスの熱処理条件として３７０℃で１時間を採用した
以外は実施例１と同様にして、屈折率２．０７のマトリ
ックスガラス中に球状の銅微粒子が分散された青色のガ
ラスを得た。このガラスを温度５９０℃、応力１１６０
ｇ／cm2 を採用した以外は実施例１と同様の方法で延伸
した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したと
ころ、銅微粒子が棒状に変形し、それらが長軸をほぼ平
行に（５°以内の傾きで）配向していることが確かめら
れた。棒状微粒子の大きさを平均すると、長軸方向が４
８nm（Ｌ）、短軸方向が１．１nm（Ｓ）で、アスペクト
比(L:S) は４３．６：１であった。この試料の非線形光
学定数を実施例１と同様の方法で測定したところ、｜χ
(3) //｜／α//の値が１．４０×１０-11 esu ・cmに対
して｜χ(3) + ｜／α+ の値が０．０８×１０-11 esu
・cmと１８：１の偏光性を有していた。
【００４０】比較例３（粒径１００nm以上） 実施例１０で得た銅含有ガラスを、４００℃で１０時間
で熱処理しＴＥＭ観察したところ粒径７５nm以上の球状
銅微粒子が分散されているのが確認された。このガラス
を、温度を５８０℃、応力１０５０kg/cm2を採用した以
外は実施例１と同様に方法で、延伸し、得られた試料ガ
ラスを、ＴＥＭにより観察したところ、銅微粒子が棒状
に変形し、それらが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾き
で）配向していることが確かめられた。棒状微粒子の大
きさを平均すると、長軸方向が１０４nm（Ｌ）、短軸方
向が３nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は３４．７：１
であった。この試料を実施例１と同様の方法で測定する
ことを試みたが、可視・紫外域での光錯乱損失が大き
く、非線形光学材料として評価出来なかった。
で熱処理しＴＥＭ観察したところ粒径７５nm以上の球状
銅微粒子が分散されているのが確認された。このガラス
を、温度を５８０℃、応力１０５０kg/cm2を採用した以
外は実施例１と同様に方法で、延伸し、得られた試料ガ
ラスを、ＴＥＭにより観察したところ、銅微粒子が棒状
に変形し、それらが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾き
で）配向していることが確かめられた。棒状微粒子の大
きさを平均すると、長軸方向が１０４nm（Ｌ）、短軸方
向が３nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は３４．７：１
であった。この試料を実施例１と同様の方法で測定する
ことを試みたが、可視・紫外域での光錯乱損失が大き
く、非線形光学材料として評価出来なかった。
【００４１】 実施例１１ （延伸、金／ガラス（２）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、１３mol%のGa
2 O3と６１mol%のBi2O3と２６mol%のCdO からなる組成
物を用い、このマトリックス組成物１００mol%に対し
て、２mol%のSb2 O3を熱還元成分として、また、１mol%
のAuCl3 （Auとして１mol%）金微粒子の原料として混合
したものを用い、ガラス原料の溶解条件として１０５０
℃で１５分、得られたガラスの熱処理条件として４７０
℃で１時間を採用した以外は実施例１．と同様にして、
屈折率２．２１のマトリックスガラス中に球状の金微粒
子が分散されたガラスを得た。このガラスを温度６００
℃、応力１０１０kg/cm2で延伸した。得られた試料ガラ
スを、ＴＥＭにより観察したところ、金微粒子が棒状に
変形し、それらが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾き
で）配向していることが確かめられた。棒状微粒子の大
きさを平均すると、長軸方向が１２．６nm（Ｌ）、短軸
方向が１．７nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は７．
４：１であった。この試料の非線形光学定数を実施例１
と同様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の
値が０．５７×１０-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜
／α+ の値が０．０７×１０-11 esu ・cmと８．１：１
の偏光性を有していた。
2 O3と６１mol%のBi2O3と２６mol%のCdO からなる組成
物を用い、このマトリックス組成物１００mol%に対し
て、２mol%のSb2 O3を熱還元成分として、また、１mol%
のAuCl3 （Auとして１mol%）金微粒子の原料として混合
したものを用い、ガラス原料の溶解条件として１０５０
℃で１５分、得られたガラスの熱処理条件として４７０
℃で１時間を採用した以外は実施例１．と同様にして、
屈折率２．２１のマトリックスガラス中に球状の金微粒
子が分散されたガラスを得た。このガラスを温度６００
℃、応力１０１０kg/cm2で延伸した。得られた試料ガラ
スを、ＴＥＭにより観察したところ、金微粒子が棒状に
変形し、それらが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾き
で）配向していることが確かめられた。棒状微粒子の大
きさを平均すると、長軸方向が１２．６nm（Ｌ）、短軸
方向が１．７nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は７．
４：１であった。この試料の非線形光学定数を実施例１
と同様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α//の
値が０．５７×１０-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜
／α+ の値が０．０７×１０-11 esu ・cmと８．１：１
の偏光性を有していた。
【００４２】 実施例１２ （延伸、銅／ガラス（５）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、４０mol%のTi
O2と６０mol%のPbO からなる組成物を用い、このマトリ
ックス組成物１００mol%に対して、０．５mol%のSnO を
熱還元成分として、また、１mol%のCuCO3 （Cuとして１
mol%）を銅微粒子の原料として混合したものを用い、ガ
ラス原料の溶解条件として１４００℃で１５分、得られ
たガラスの熱処理条件として５２０℃で３時間を採用し
た以外は実施例１と同様にして、屈折率２．５０のマト
リックスガラス中に球状の銅微粒子が分散されたガラス
を得た。このガラスを温度７２０℃、応力１２１０kg/c
m2で延伸した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観
察したところ、銅微粒子が棒状に変形し、それらが長軸
をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向していることが
確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均すると、長軸
方向が２５．５nm（Ｌ）、短軸方向が０．７nm（Ｓ）
で、アスペクト比(L:S) は３６．４：１であった。この
試料の非線形光学定数を実施例１と同様の方法で測定し
たところ、｜χ(3) //｜／α//の値が３．２１×１０
-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+の値が０．２
１×１０-11 esu ・cmと１５：１の偏光性を有してい
た。
O2と６０mol%のPbO からなる組成物を用い、このマトリ
ックス組成物１００mol%に対して、０．５mol%のSnO を
熱還元成分として、また、１mol%のCuCO3 （Cuとして１
mol%）を銅微粒子の原料として混合したものを用い、ガ
ラス原料の溶解条件として１４００℃で１５分、得られ
たガラスの熱処理条件として５２０℃で３時間を採用し
た以外は実施例１と同様にして、屈折率２．５０のマト
リックスガラス中に球状の銅微粒子が分散されたガラス
を得た。このガラスを温度７２０℃、応力１２１０kg/c
m2で延伸した。得られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観
察したところ、銅微粒子が棒状に変形し、それらが長軸
をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配向していることが
確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均すると、長軸
方向が２５．５nm（Ｌ）、短軸方向が０．７nm（Ｓ）
で、アスペクト比(L:S) は３６．４：１であった。この
試料の非線形光学定数を実施例１と同様の方法で測定し
たところ、｜χ(3) //｜／α//の値が３．２１×１０
-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α+の値が０．２
１×１０-11 esu ・cmと１５：１の偏光性を有してい
た。
【００４３】 実施例１３ （圧縮、銅／ガラス（６）、溶融） マトリックスとなるガラスの原料として、８３mol%のTe
O2と１７mol%のPbO からなる組成物を用い、このマトリ
ックス組成物１００mol%に対して、１mol%のSnO を熱還
元成分として、また、２mol%のCuO （Cuとして２mol%）
を銅微粒子の原料として混合したものを用い、ガラス原
料の溶解条件として１０００℃で１５分、得られたガラ
スの熱処理条件として３８０℃で１０時間を採用した以
外は実施例１と同様の方法で、屈折率２．２５のマトリ
ックスガラス中に球状の銅微粒子が分散されたガラスを
得た。このガラスを温度５８０℃、応力１１００kg/cm2
を採用した以外は実施例３と同様の方法で圧縮した。得
られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、銅
微粒子が円板状に変形し、それらが短軸をほぼ平行に
（５°以内の傾きで）配向していることが確かめられ
た。板状微粒子の大きさを平均すると円板の直径（長
軸）方向が５nm（Ｌ）、厚み（短軸）方向が０．７nmで
アスペクト比(L:S) は７．１：１であった。この試料の
非線形光学定数を実施例１と同様の方法で測定したとこ
ろ、｜χ(3) //｜／α // の値が２．４０×１０-11 es
u ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α +の値が０．５２×１
０-11 esu ・cmと４．６：１の偏光性を有していた。
O2と１７mol%のPbO からなる組成物を用い、このマトリ
ックス組成物１００mol%に対して、１mol%のSnO を熱還
元成分として、また、２mol%のCuO （Cuとして２mol%）
を銅微粒子の原料として混合したものを用い、ガラス原
料の溶解条件として１０００℃で１５分、得られたガラ
スの熱処理条件として３８０℃で１０時間を採用した以
外は実施例１と同様の方法で、屈折率２．２５のマトリ
ックスガラス中に球状の銅微粒子が分散されたガラスを
得た。このガラスを温度５８０℃、応力１１００kg/cm2
を採用した以外は実施例３と同様の方法で圧縮した。得
られた試料ガラスを、ＴＥＭにより観察したところ、銅
微粒子が円板状に変形し、それらが短軸をほぼ平行に
（５°以内の傾きで）配向していることが確かめられ
た。板状微粒子の大きさを平均すると円板の直径（長
軸）方向が５nm（Ｌ）、厚み（短軸）方向が０．７nmで
アスペクト比(L:S) は７．１：１であった。この試料の
非線形光学定数を実施例１と同様の方法で測定したとこ
ろ、｜χ(3) //｜／α // の値が２．４０×１０-11 es
u ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α +の値が０．５２×１
０-11 esu ・cmと４．６：１の偏光性を有していた。
【００４４】 実施例１４ （圧縮、銀／ガラス（３）、イオン交換） マトリックスとなるガラスの原料として、３８mol%のBi
2 O3と３４mol%のPbOと１１mol%のZnO と１１mol%のBaO
と６mol%のNa2 O からなる組成物を用い、実施例７と
同様の方法でガラスを得た。このガラスを３００℃の溶
融塩（AgNO3 −KNO3−Na2 NO3 ）中に１００時間浸し、
イオン交換法で銀成分をマトリックスガラス中に含有さ
せた。このマトリックスガラスの屈折率は２．４５であ
った。その後、４６０℃で１２時間の条件で熱処理して
球状の銀微粒子分散ガラスを得、試料温度を６１０℃、
圧力のモニター値は１０００kg/cm2を採用した以外は実
施例３と同様の方法で圧縮した。得られた試料ガラス
を、ＴＥＭにより観察したところ、銀微粒子が円板状に
変形し、それらが短軸をほぼ平行に（５°以内の傾き
で）配向していることが確かめられた。板状微粒子の大
きさを平均すると、長軸方向が１７nm（Ｌ）、短軸方向
が１．１nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は１５．５：
１であった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同
様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α // の値
が０．８１×１０-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／
α +の値が０．１３×１０-11 esu ・cmと６．２：１の
偏光を有していた。
2 O3と３４mol%のPbOと１１mol%のZnO と１１mol%のBaO
と６mol%のNa2 O からなる組成物を用い、実施例７と
同様の方法でガラスを得た。このガラスを３００℃の溶
融塩（AgNO3 −KNO3−Na2 NO3 ）中に１００時間浸し、
イオン交換法で銀成分をマトリックスガラス中に含有さ
せた。このマトリックスガラスの屈折率は２．４５であ
った。その後、４６０℃で１２時間の条件で熱処理して
球状の銀微粒子分散ガラスを得、試料温度を６１０℃、
圧力のモニター値は１０００kg/cm2を採用した以外は実
施例３と同様の方法で圧縮した。得られた試料ガラス
を、ＴＥＭにより観察したところ、銀微粒子が円板状に
変形し、それらが短軸をほぼ平行に（５°以内の傾き
で）配向していることが確かめられた。板状微粒子の大
きさを平均すると、長軸方向が１７nm（Ｌ）、短軸方向
が１．１nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は１５．５：
１であった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同
様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α // の値
が０．８１×１０-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／
α +の値が０．１３×１０-11 esu ・cmと６．２：１の
偏光を有していた。
【００４５】 実施例１５ （延伸、錫／ガラス（５）、イオン注入） マトリックスとなるガラスの原料として、４８mol%のGe
O2と８mol%のBi2 O3と２８mol%のTlO2と１６mol%のPbO
からなる組成物を用い、１０００℃で１５分間加熱した
後、室温まで冷却して得たガラスを作製し、イオン注入
装置でSn+ イオンを１６０keV で、ドーズ量が２×１０
17ｉｏｎｓ／cm2 となるように注入したところ、屈折率
２．２０のマトリックスガラス中に球状の錫微粒子が分
散されたガラスが得られた。このガラスを温度６００
℃、応力１００５kg/cm2で延伸し、得られた試料ガラス
を、ＴＥＭにより観察したところ、錫微粒子が棒状に変
形し、それらが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）
配向していることが確かめられた。棒状微粒子の大きさ
を平均すると、長軸方向が３９．５nm（Ｌ）、短軸方向
が２．１nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は１８．８：
１であった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同
様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α// の値
が０．３６×１０-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／
α +の値が０．０７×１０-11 esu ・cmと５．１：１の
偏光を有していた。
O2と８mol%のBi2 O3と２８mol%のTlO2と１６mol%のPbO
からなる組成物を用い、１０００℃で１５分間加熱した
後、室温まで冷却して得たガラスを作製し、イオン注入
装置でSn+ イオンを１６０keV で、ドーズ量が２×１０
17ｉｏｎｓ／cm2 となるように注入したところ、屈折率
２．２０のマトリックスガラス中に球状の錫微粒子が分
散されたガラスが得られた。このガラスを温度６００
℃、応力１００５kg/cm2で延伸し、得られた試料ガラス
を、ＴＥＭにより観察したところ、錫微粒子が棒状に変
形し、それらが長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）
配向していることが確かめられた。棒状微粒子の大きさ
を平均すると、長軸方向が３９．５nm（Ｌ）、短軸方向
が２．１nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は１８．８：
１であった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同
様の方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α// の値
が０．３６×１０-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／
α +の値が０．０７×１０-11 esu ・cmと５．１：１の
偏光を有していた。
【００４６】 実施例１６ （圧縮、ビスマス／ガラス、イオン注入） マトリックスとなるガラスの原料として、４８mol%のGe
O2と３２mol%のTlO2と２０mol%のPbO からなる組成を用
い、１０１５℃で１５分間加熱した後、室温まで冷却し
て得たガラスを作製し、イオン注入装置でBi3 + イオン
を１７０keV で、ドーズ量が３×１０17ｉｏｎｓ／cm2
となるように注入したところ、屈折率２．３１のマトリ
ックスガラス中に球状のビスマス微粒子が分散されたガ
ラスが得られた。このガラスを温度５７０℃、応力１１
００kg/cm2で圧縮し、得られた試料ガラスを、ＴＥＭに
より観察したところ、ビスマス微粒子が円板状に変形
し、それらが短軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配
向していることが確かめられた。板状微粒子の大きさを
平均すると、長軸方向が１０．１nm（Ｌ）、短軸方法が
１．５nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は６．７：１で
あった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の
方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α //の値が
０．４２×１０-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α
+の値が０．０９×１０-11 esu ・cmと４．７：１の偏
光を有していた。
O2と３２mol%のTlO2と２０mol%のPbO からなる組成を用
い、１０１５℃で１５分間加熱した後、室温まで冷却し
て得たガラスを作製し、イオン注入装置でBi3 + イオン
を１７０keV で、ドーズ量が３×１０17ｉｏｎｓ／cm2
となるように注入したところ、屈折率２．３１のマトリ
ックスガラス中に球状のビスマス微粒子が分散されたガ
ラスが得られた。このガラスを温度５７０℃、応力１１
００kg/cm2で圧縮し、得られた試料ガラスを、ＴＥＭに
より観察したところ、ビスマス微粒子が円板状に変形
し、それらが短軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）配
向していることが確かめられた。板状微粒子の大きさを
平均すると、長軸方向が１０．１nm（Ｌ）、短軸方法が
１．５nm（Ｓ）で、アスペクト比(L:S) は６．７：１で
あった。この試料の非線形光学定数を実施例１と同様の
方法で測定したところ、｜χ(3) //｜／α //の値が
０．４２×１０-11 esu ・cmに対して｜χ(3) + ｜／α
+の値が０．０９×１０-11 esu ・cmと４．７：１の偏
光を有していた。
【００４７】 実施例１７ （結晶成長−金／ZnSe−スパッター） 市販ZnSe板（厚み１ｍｍ、３インチφ、波長５００nmで
の透過率６０％）をスパッター装置の基板サイトに２０
°程度傾けて取り付け、真空度１０-7Ｔｏｒｒにおいて
金蒸着（成膜速度：〜１nm／秒）を２０秒、ZnSeスパッ
ター（成膜速度：〜５nm／分）を４５分間、このサイク
ルを５回繰り返した後、ZnSeスパッター（成膜速度：〜
５nm／分）を６０分間行った。膜中に含まれる金微粒子
の大きさをＴＥＭを用いて測定したところ、長軸方向の
サイズ３．２nm、短軸方向のサイズ１．２nmの棒状の金
微粒子が長軸方向の向き３度以内に配向して分散してい
ることが確認できた。また、この試料の光吸収スペクト
ルを室温で測定したところ、棒状微粒子の形状に矛盾し
ない偏光性が認められた。さらに、室温において、縮退
四光波混合法を用いて、吸収ピーク波長６２０nm域の｜
χ(3) ｜を測定したところ、延伸軸に平行な偏光
（Ｐ//）に対する｜χ(3) //｜／α // の値が１．００
×１０-9esu ・cm（｜χ(3) //｜＝２．０×１０-7esu
・cm、α // ＝２００cm-1）、垂直な偏光に対する｜χ
(3) + ｜／α+ の値が３．３×１０-10 esu ・cm（｜χ
(3) + ｜＝３．６×１０-8esu 、α+ ＝１１０cm-1）
と、｜χ(3) ｜で５：１、｜χ(3) ｜／αで２．５：１
の偏光性を有していた。
の透過率６０％）をスパッター装置の基板サイトに２０
°程度傾けて取り付け、真空度１０-7Ｔｏｒｒにおいて
金蒸着（成膜速度：〜１nm／秒）を２０秒、ZnSeスパッ
ター（成膜速度：〜５nm／分）を４５分間、このサイク
ルを５回繰り返した後、ZnSeスパッター（成膜速度：〜
５nm／分）を６０分間行った。膜中に含まれる金微粒子
の大きさをＴＥＭを用いて測定したところ、長軸方向の
サイズ３．２nm、短軸方向のサイズ１．２nmの棒状の金
微粒子が長軸方向の向き３度以内に配向して分散してい
ることが確認できた。また、この試料の光吸収スペクト
ルを室温で測定したところ、棒状微粒子の形状に矛盾し
ない偏光性が認められた。さらに、室温において、縮退
四光波混合法を用いて、吸収ピーク波長６２０nm域の｜
χ(3) ｜を測定したところ、延伸軸に平行な偏光
（Ｐ//）に対する｜χ(3) //｜／α // の値が１．００
×１０-9esu ・cm（｜χ(3) //｜＝２．０×１０-7esu
・cm、α // ＝２００cm-1）、垂直な偏光に対する｜χ
(3) + ｜／α+ の値が３．３×１０-10 esu ・cm（｜χ
(3) + ｜＝３．６×１０-8esu 、α+ ＝１１０cm-1）
と、｜χ(3) ｜で５：１、｜χ(3) ｜／αで２．５：１
の偏光性を有していた。
【００４８】実施例１８ （複合微粒子） マトリックスとなるガラスの原料として、２０mol%のB2
O3 と６３mol%のPbOと５mol%のNa2 O ・２B2 O3 と、
２mol%のSnO からなる組成物を用い、このマトリックス
組成物１００mol%に対して、１mol%のCuClをCuCl半導体
微粒子の原料として混合したものを、耐熱性ルツボ中で
１０００℃において１５分間加熱して均一なガラス溶液
とした後、棒状型中にキャストして無色・透明な棒状ガ
ラスを得た。次に、得られたガラスを、あらかじめ４０
０℃に保持した電気炉の中に入れ、この温度で４５分間
熱処理したところ、ガラスは薄く黄色に着色していた。
このようにして得られたガラスをＸ線回析法を用いて測
定したところ、CuCl結晶ピークが観察され、CuCl微粒子
分散ガラス中に含まれる球状微粒子の大きさをＴＥＭを
用いて測定したところ、平均粒径は８．２nmであった。
次に、得られたCuCl微粒子分散ガラスから１０×２０×
２００nm3 に切断・研磨加工した試料を、温度は４３０
℃、応力のモニター値は１０００kg/cm2を採用した以外
は実施例１と同じ方法で延伸した。この延伸試料中のCu
Cl微粒子の大きさと形状を、延伸前のCuCl微粒子分散ガ
ラスと同様にＸ線回析法とＴＥＭにより観察したとこ
ろ、CuCl微粒子が棒状に変形し、それらが長軸をほぼ平
行に（５°以内の傾きで）配向して分散していることが
確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均すると、長軸
方向が１８nm（Ｌ）、短軸方向が３．６nm（Ｓ）で、ア
スペクト比(L:S) は５．０：１であった。また、この試
料の偏光特性を光吸収および非線形光学特性の測定によ
り評価したところ、棒状微粒子の形状に矛盾しない偏光
性が認められた。
O3 と６３mol%のPbOと５mol%のNa2 O ・２B2 O3 と、
２mol%のSnO からなる組成物を用い、このマトリックス
組成物１００mol%に対して、１mol%のCuClをCuCl半導体
微粒子の原料として混合したものを、耐熱性ルツボ中で
１０００℃において１５分間加熱して均一なガラス溶液
とした後、棒状型中にキャストして無色・透明な棒状ガ
ラスを得た。次に、得られたガラスを、あらかじめ４０
０℃に保持した電気炉の中に入れ、この温度で４５分間
熱処理したところ、ガラスは薄く黄色に着色していた。
このようにして得られたガラスをＸ線回析法を用いて測
定したところ、CuCl結晶ピークが観察され、CuCl微粒子
分散ガラス中に含まれる球状微粒子の大きさをＴＥＭを
用いて測定したところ、平均粒径は８．２nmであった。
次に、得られたCuCl微粒子分散ガラスから１０×２０×
２００nm3 に切断・研磨加工した試料を、温度は４３０
℃、応力のモニター値は１０００kg/cm2を採用した以外
は実施例１と同じ方法で延伸した。この延伸試料中のCu
Cl微粒子の大きさと形状を、延伸前のCuCl微粒子分散ガ
ラスと同様にＸ線回析法とＴＥＭにより観察したとこ
ろ、CuCl微粒子が棒状に変形し、それらが長軸をほぼ平
行に（５°以内の傾きで）配向して分散していることが
確かめられた。棒状微粒子の大きさを平均すると、長軸
方向が１８nm（Ｌ）、短軸方向が３．６nm（Ｓ）で、ア
スペクト比(L:S) は５．０：１であった。また、この試
料の偏光特性を光吸収および非線形光学特性の測定によ
り評価したところ、棒状微粒子の形状に矛盾しない偏光
性が認められた。
【００４９】次に、この試料を厚み１５×２５×０．５
ｍｍ3 の板上に研磨加工したのち、蒸着法を用いて研磨
面（２５×０．５ｍｍ2 ）の片側に１００μｍの銀膜
を、他方の面に厚み約１００μｍの金膜を塗布した後、
電極をつけた試料を、あらかじめ３５０℃に加熱した電
気炉中で直流電圧１０Ｖ（銀：+ 極、金：−極）を印加
しながら３０分間熱処理した。次に、得られた試料を水
素２％窒素９８％のガス中で４００℃で１時間熱処理し
たところ、試料の黄着色が濃くなった。このガラス試料
中に含まれる微粒子の大きさをＴＥＭにより観察したと
ころ、長軸方向の大きさが２２nm（Ｌ）、短軸方向の大
きさが８．４nm（Ｓ）、アスペクト比(L:S) ２．６：１
の棒状微粒子が長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）
配向して分散していることが確かめられた。また、この
棒状微粒子のガラスマトリックスに対するコントラスト
はCuCl微粒子の場合よりも強くなったことから、CuCl微
粒子の周りを銀金属がコートした複合粒子であった。こ
の試料の偏光特性を光吸収および非線形光学特性の測定
により評価したところ、棒状微粒子の形状に矛盾しない
偏光性が認められた。また、実施例１と同様の方法で非
線形光学特性を、測定したところ、｜χ(3) //｜／α
// の値が３．０８×１０-8esu ・cm（｜χ(3) //｜＝
８．０×１０-6esu 、α // ＝２６０cm-1）、垂直な偏
光に対する｜χ(3) + ｜／α+ の値が１．２×１０-9es
u ・cm（｜χ(3) + ｜＝１．４×１０-7esu 、α+ ＝１
２０cm-1）と、｜χ(3) ｜で５７：１、｜χ(3) ｜／α
で２６．１の偏光性を有していた。
ｍｍ3 の板上に研磨加工したのち、蒸着法を用いて研磨
面（２５×０．５ｍｍ2 ）の片側に１００μｍの銀膜
を、他方の面に厚み約１００μｍの金膜を塗布した後、
電極をつけた試料を、あらかじめ３５０℃に加熱した電
気炉中で直流電圧１０Ｖ（銀：+ 極、金：−極）を印加
しながら３０分間熱処理した。次に、得られた試料を水
素２％窒素９８％のガス中で４００℃で１時間熱処理し
たところ、試料の黄着色が濃くなった。このガラス試料
中に含まれる微粒子の大きさをＴＥＭにより観察したと
ころ、長軸方向の大きさが２２nm（Ｌ）、短軸方向の大
きさが８．４nm（Ｓ）、アスペクト比(L:S) ２．６：１
の棒状微粒子が長軸をほぼ平行に（５°以内の傾きで）
配向して分散していることが確かめられた。また、この
棒状微粒子のガラスマトリックスに対するコントラスト
はCuCl微粒子の場合よりも強くなったことから、CuCl微
粒子の周りを銀金属がコートした複合粒子であった。こ
の試料の偏光特性を光吸収および非線形光学特性の測定
により評価したところ、棒状微粒子の形状に矛盾しない
偏光性が認められた。また、実施例１と同様の方法で非
線形光学特性を、測定したところ、｜χ(3) //｜／α
// の値が３．０８×１０-8esu ・cm（｜χ(3) //｜＝
８．０×１０-6esu 、α // ＝２６０cm-1）、垂直な偏
光に対する｜χ(3) + ｜／α+ の値が１．２×１０-9es
u ・cm（｜χ(3) + ｜＝１．４×１０-7esu 、α+ ＝１
２０cm-1）と、｜χ(3) ｜で５７：１、｜χ(3) ｜／α
で２６．１の偏光性を有していた。
【００５０】実施例１９ （素子−光双安定スイッチ−
実施例１の作製） 本発明の非線形光学材料を用いて、図２に示す光双安定
スイッチを作製した。実施例１と同様に作製したCuCl微
粒子分散ガラス５を、面が延伸軸６に平行になるように
厚さ１５μｍの平行平面に研磨し、この両面に反射防止
膜７を蒸着した後、ミラーの反射率９０％、共振器長８
０μｍのファブリ・ペロー共振器９に挿入し、光双安定
スイッチ素子を作製した。次に、この素子に、液体窒素
温度において、バイアス光源１０とトリガー光源１１か
ら発振された３９０nmの延伸軸に平行（Ｐ//）な偏光１
２ａおよび垂直（Ｐ+ ）偏光１２ｂを入射して、入射光
１３および共振器からの出射光１４の同一パルスに対す
る時間波形を観測した。その結果、平行偏光（Ｐ//）を
用いた場合、顕著な光双安定スイッチ動作が観測され、
スイッチに要する時間は、オン・オフともに１２０〜１
５０psecであった。一方、垂直偏光（Ｐ+ ）に対しては
スイッチ動作が見られなかったことから、この素子は入
射光の偏光方向により選択的に機能するという優れた偏
光性を有することが判明した。
実施例１の作製） 本発明の非線形光学材料を用いて、図２に示す光双安定
スイッチを作製した。実施例１と同様に作製したCuCl微
粒子分散ガラス５を、面が延伸軸６に平行になるように
厚さ１５μｍの平行平面に研磨し、この両面に反射防止
膜７を蒸着した後、ミラーの反射率９０％、共振器長８
０μｍのファブリ・ペロー共振器９に挿入し、光双安定
スイッチ素子を作製した。次に、この素子に、液体窒素
温度において、バイアス光源１０とトリガー光源１１か
ら発振された３９０nmの延伸軸に平行（Ｐ//）な偏光１
２ａおよび垂直（Ｐ+ ）偏光１２ｂを入射して、入射光
１３および共振器からの出射光１４の同一パルスに対す
る時間波形を観測した。その結果、平行偏光（Ｐ//）を
用いた場合、顕著な光双安定スイッチ動作が観測され、
スイッチに要する時間は、オン・オフともに１２０〜１
５０psecであった。一方、垂直偏光（Ｐ+ ）に対しては
スイッチ動作が見られなかったことから、この素子は入
射光の偏光方向により選択的に機能するという優れた偏
光性を有することが判明した。
【００５１】 実施例２０ （素子−光双安定スイッチ−実施例１２） 実施例１２と同様に作製した銅微粒子分散ガラスを用
い、かつミラーの反射率９０％、共振器長１００μｍの
ファブリ・ペロー共振器を用いた以外は、実施例１９と
同様にして光双安定スイッチ素子を作製した。次に、こ
の素子に、液体窒素温度において、６４０nmの、延伸軸
に平行偏光（Ｐ//）および垂直偏光（Ｐ+ ）を入射し
て、入射光および共振器からの出射光の同一パルスに対
する時間波形を観測した。その結果、平行偏光（Ｐ//）
を用いた場合、顕著な光双安定スイッチ動作が観測さ
れ、スイッチに要する時間は、オン・オフともに２０ps
ecであった。一方、垂直偏光（Ｐ+ ）に対してはスイッ
チ動作が見られなかったことから、この素子は入射光の
偏光方向により選択的に機能するという優れた偏光性を
有することが判明した。
い、かつミラーの反射率９０％、共振器長１００μｍの
ファブリ・ペロー共振器を用いた以外は、実施例１９と
同様にして光双安定スイッチ素子を作製した。次に、こ
の素子に、液体窒素温度において、６４０nmの、延伸軸
に平行偏光（Ｐ//）および垂直偏光（Ｐ+ ）を入射し
て、入射光および共振器からの出射光の同一パルスに対
する時間波形を観測した。その結果、平行偏光（Ｐ//）
を用いた場合、顕著な光双安定スイッチ動作が観測さ
れ、スイッチに要する時間は、オン・オフともに２０ps
ecであった。一方、垂直偏光（Ｐ+ ）に対してはスイッ
チ動作が見られなかったことから、この素子は入射光の
偏光方向により選択的に機能するという優れた偏光性を
有することが判明した。
【００５２】 実施例２１ （素子−光導波路−実施例１７） 実施例１７の非線形光学材料を用いて、図３に示す導波
路型素子を作製した。石英基板１５上にまず１μｍのポ
ロシリケイトガラスを導波路層１６としてスパッタし、
次に実施例１７と同様に、棒状金微粒子の長軸が導波路
面内で同一方向１７に配向するように分散ZnSe結晶幕１
８を３００nm成形し、導波路素子を作製した。次にこの
素子の導波路に６２０nmのバイアス光１９を入射した。
導波モード励起のためプリズム・カップラ法を用いた。
次に、６２０nmのトリガー光２０を基板に垂直な方向か
ら照射したが、棒状金微粒子の長軸に平行な偏光２１ａ
を照射した場合に、もともと導波路を通っていた光の強
度が１０倍以上に増加することが確認された。棒状金微
粒子の長軸に垂直な偏光２１ｂを照射した場合には、こ
のような光学変調は見られなかった。このような偏光に
よるスイッチング動作は、棒状金微粒子分散ZnSe結晶に
おける高速応答動作の偏光による選択性を示している。
スイッチに要する時間は、オン・オフともに２psec程度
であった。
路型素子を作製した。石英基板１５上にまず１μｍのポ
ロシリケイトガラスを導波路層１６としてスパッタし、
次に実施例１７と同様に、棒状金微粒子の長軸が導波路
面内で同一方向１７に配向するように分散ZnSe結晶幕１
８を３００nm成形し、導波路素子を作製した。次にこの
素子の導波路に６２０nmのバイアス光１９を入射した。
導波モード励起のためプリズム・カップラ法を用いた。
次に、６２０nmのトリガー光２０を基板に垂直な方向か
ら照射したが、棒状金微粒子の長軸に平行な偏光２１ａ
を照射した場合に、もともと導波路を通っていた光の強
度が１０倍以上に増加することが確認された。棒状金微
粒子の長軸に垂直な偏光２１ｂを照射した場合には、こ
のような光学変調は見られなかった。このような偏光に
よるスイッチング動作は、棒状金微粒子分散ZnSe結晶に
おける高速応答動作の偏光による選択性を示している。
スイッチに要する時間は、オン・オフともに２psec程度
であった。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、偏光性を有する非線形
光学材料及びその製造方法を提供することができる。さ
らに本発明の非線形光学材料を用いて、一定方向の偏光
にのみ応答する信頼性の高い光スイッチ等の光デバイス
を提供することもできる。
光学材料及びその製造方法を提供することができる。さ
らに本発明の非線形光学材料を用いて、一定方向の偏光
にのみ応答する信頼性の高い光スイッチ等の光デバイス
を提供することもできる。
【図１】 実施例１で得られた本発明の非線形ガラスの
｜χ(3) ｜／αの偏光依存性を示すグラフ。
｜χ(3) ｜／αの偏光依存性を示すグラフ。
【図２】 実施例１９の光双安定スイッチの概略図。
【図３】 実施例２１の導波路型光双安定スイッチ素子
の概略図。
の概略図。
Claims (6)
- 【請求項１】 粒子の長軸の長さが１００nm以下であ
り、かつ異方性を有する粒子がマトリックス中に実質的
に同一方向に配向して分散していることを特徴とする非
線形光学材料。 - 【請求項２】 異方性を有する粒子のアスペクトが比
１．２：１〜１００：１の範囲である請求項１記載の材
料。 - 【請求項３】 粒子が金属又は半導体の粒子であり、マ
トリックスの屈折率が１．９〜４の範囲である請求項１
又は２記載の材料。 - 【請求項４】 異方性結晶に成長する元素又は化合物を
含むマトリックスを均質核生成条件下に置いて異方性の
粒子を単結晶成長させ、該単結晶成長の後、又は該単結
晶成長と並行して、マトリックスに外力を加えて前記異
方性の粒子を一定方向に配向させることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の非線形光学材料の
製造方法。 - 【請求項５】 等方性結晶に成長するか、又は結晶成長
しない元素又は化合物からなる粒子を含むマトリックス
に外力を加えて、前記粒子を異方性粒子に変形し、かつ
一定方向に配向させることを特徴とする、請求項１〜３
のいずれか１項に記載の非線形光学材料の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の非
線形光学材料を用いた非線形光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20190994A JPH0862648A (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 非線形光学材料、その製造方法及びこの非線形光学材料を用いた非線形光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20190994A JPH0862648A (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 非線形光学材料、その製造方法及びこの非線形光学材料を用いた非線形光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0862648A true JPH0862648A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16448832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20190994A Pending JPH0862648A (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 非線形光学材料、その製造方法及びこの非線形光学材料を用いた非線形光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0862648A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002058060A1 (fr) * | 2001-01-18 | 2002-07-25 | Hitachi, Ltd. | Moyen d'enregistrement d'informations optique |
-
1994
- 1994-08-26 JP JP20190994A patent/JPH0862648A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002058060A1 (fr) * | 2001-01-18 | 2002-07-25 | Hitachi, Ltd. | Moyen d'enregistrement d'informations optique |
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