JPS61184521A - 非線形光学結晶の製造方法 - Google Patents
非線形光学結晶の製造方法Info
- Publication number
- JPS61184521A JPS61184521A JP2490585A JP2490585A JPS61184521A JP S61184521 A JPS61184521 A JP S61184521A JP 2490585 A JP2490585 A JP 2490585A JP 2490585 A JP2490585 A JP 2490585A JP S61184521 A JPS61184521 A JP S61184521A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- tube
- oil bath
- compound
- crystal
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電気−光学効果、第２高調波発振、光パラメ）
ＩＪクック振、光混合などの機能を有する非線形光学
デバイスに使用する非線形光学結晶の製造方法に関する
。
ＩＪクック振、光混合などの機能を有する非線形光学
デバイスに使用する非線形光学結晶の製造方法に関する
。
非線形光学効果が／ｉ／年に発見されて以来、この様な
物性を有する材料に関する研究が急速に進められ、それ
を応用した装置も一部は実用化されている。この様なデ
バイス、たとえば第二高調波発振器や光パラメ） ＩＪ
ソック振器などには、現在のところＬｉＮｂＯ３やＫＤ
Ｐ （ＫＨ２ＰＯ４）の結晶が用いられているが、近年
になって、これらを大幅に上回る非線形光学定数を有し
た物質が発見されている。この様な物質にはたとえば、
ＭＮＡ（２−メチル−ψ−ニトロアニリン） 、ｍＮＡ
（メタニトロアニリン）、尿素、ＭＡＰ （２−（２
／、ｔｌ／−ジニトロフェニル）アミノプロピオン酸メ
チル）、ＰＯＭ（３−メチル−≠−ニトロピリジン−７
−オキサイド）などが挙げられる。
物性を有する材料に関する研究が急速に進められ、それ
を応用した装置も一部は実用化されている。この様なデ
バイス、たとえば第二高調波発振器や光パラメ） ＩＪ
ソック振器などには、現在のところＬｉＮｂＯ３やＫＤ
Ｐ （ＫＨ２ＰＯ４）の結晶が用いられているが、近年
になって、これらを大幅に上回る非線形光学定数を有し
た物質が発見されている。この様な物質にはたとえば、
ＭＮＡ（２−メチル−ψ−ニトロアニリン） 、ｍＮＡ
（メタニトロアニリン）、尿素、ＭＡＰ （２−（２
／、ｔｌ／−ジニトロフェニル）アミノプロピオン酸メ
チル）、ＰＯＭ（３−メチル−≠−ニトロピリジン−７
−オキサイド）などが挙げられる。
光学的非線形性を応用した機能の代表的なものに第二高
調波発生がある。通常は、光学的非線形性を有する物質
から成る、対称中心を持たない結晶に光を入射させて出
射光から第二高調波をとり出すが、この際、入射光の位
相速度と第二高調波の位相速度が一致しているときに、
すなわち位相整合が成り立つ時に最も変換効率が高い。
調波発生がある。通常は、光学的非線形性を有する物質
から成る、対称中心を持たない結晶に光を入射させて出
射光から第二高調波をとり出すが、この際、入射光の位
相速度と第二高調波の位相速度が一致しているときに、
すなわち位相整合が成り立つ時に最も変換効率が高い。
通常は、位相整合をとるために角度整合を行なう。
結晶の多くは複屈折を有するので、光軸から成る角度だ
け傾けて光を入射させれば、その第二高調波と位相速度
が等しくなって位相整合をとることができる場合がある
。現在のところ最大の非線形光学定数を有するといわれ
るＭＮＡ結晶は単結晶系に属し、７０個のＳＨＧテンソ
ル成分の内６個が独立で％ ｄ１２−ｄ２６ ｔ ｄ１
３＝ｄ３５ｔ ｄ１５−ｄ３１＋ （１２４“ｄ３２Ｉ
ｄ３３１ｄｌｌ である。この内ｄｌｌが最大で、他
は数桁下まわる大きさである。これを１ｉＮｂｏ３と比
較すると、ＳＨＧ効率はＭＮＡがＬｉＮｂＯ３の約２０
００倍という大きさを有することになる。ところが、Ｍ
ＮＡはバルク結晶でｄｌｌ Ｋついての整合角を持たな
いので、結晶に直接光を入射させる場合には位相整合が
不可能である。角度整合の不可能な物質については、導
波路を形成して導波路の波長分散に依る位相整合をとる
事が一般に行われる。この方法の特徴としては、 ■ 導波路中にレーザ光を閉じ込めるので容易にパワー
密度が上げられる。バルクの結晶ではレンズで集光して
入射させるが、この場合には焦点付近でしかパワー密度
が上げられない。
け傾けて光を入射させれば、その第二高調波と位相速度
が等しくなって位相整合をとることができる場合がある
。現在のところ最大の非線形光学定数を有するといわれ
るＭＮＡ結晶は単結晶系に属し、７０個のＳＨＧテンソ
ル成分の内６個が独立で％ ｄ１２−ｄ２６ ｔ ｄ１
３＝ｄ３５ｔ ｄ１５−ｄ３１＋ （１２４“ｄ３２Ｉ
ｄ３３１ｄｌｌ である。この内ｄｌｌが最大で、他
は数桁下まわる大きさである。これを１ｉＮｂｏ３と比
較すると、ＳＨＧ効率はＭＮＡがＬｉＮｂＯ３の約２０
００倍という大きさを有することになる。ところが、Ｍ
ＮＡはバルク結晶でｄｌｌ Ｋついての整合角を持たな
いので、結晶に直接光を入射させる場合には位相整合が
不可能である。角度整合の不可能な物質については、導
波路を形成して導波路の波長分散に依る位相整合をとる
事が一般に行われる。この方法の特徴としては、 ■ 導波路中にレーザ光を閉じ込めるので容易にパワー
密度が上げられる。バルクの結晶ではレンズで集光して
入射させるが、この場合には焦点付近でしかパワー密度
が上げられない。
■ 角度整合では９０度整合でない限りウオークオフ
（Ｗａｌｋ ｏｆｆ ）に依って基本波と高調波の進行
方向がずれるため、結晶全体では相互作用が起こらなく
なる事がある。導波路では主軸方向に伝搬させるためＷ
ａｌｋ ｏｆｆは起こらない。
（Ｗａｌｋ ｏｆｆ ）に依って基本波と高調波の進行
方向がずれるため、結晶全体では相互作用が起こらなく
なる事がある。導波路では主軸方向に伝搬させるためＷ
ａｌｋ ｏｆｆは起こらない。
■ 結晶で整合角が存在しない物質でも位相整合達成で
きる、などが挙げられる。
きる、などが挙げられる。
この方法で位相整合をとるためには非線形光学結晶で形
成された薄膜を製作する必要があるが、そのためには、
薄膜導波路として充分使用に耐える大きさまで非線形光
学結晶を成長させねばならない。ＭＮＡを例にとると、
例えばＪｏｕｒｎａｌＡｐＨｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
ｊＯｃ’ｌ） 、１９７３年を月、２！；２３頁に記載
されたＬｅｖｉｎｅらの論文には、非線形光学の実験に
使用することが可能な結晶は気相成長からしか得られな
かったと述べられている。
成された薄膜を製作する必要があるが、そのためには、
薄膜導波路として充分使用に耐える大きさまで非線形光
学結晶を成長させねばならない。ＭＮＡを例にとると、
例えばＪｏｕｒｎａｌＡｐＨｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
ｊＯｃ’ｌ） 、１９７３年を月、２！；２３頁に記載
されたＬｅｖｉｎｅらの論文には、非線形光学の実験に
使用することが可能な結晶は気相成長からしか得られな
かったと述べられている。
上記論文に記載された方法は、水平に置いたガラス管中
にＭＮＡ粉末を入れて加熱し、昇華して拡散したＭＮＡ
を、管内の冷却された部分に析出させて結晶成長を行な
う方法であり、３／！ｒ時間かけて／ 〜２ｃｍｘＯ，
！；ｃｍＸ２０−ＪＯμｍ厚の結晶が得られたことが述
べられている。
にＭＮＡ粉末を入れて加熱し、昇華して拡散したＭＮＡ
を、管内の冷却された部分に析出させて結晶成長を行な
う方法であり、３／！ｒ時間かけて／ 〜２ｃｍｘＯ，
！；ｃｍＸ２０−ＪＯμｍ厚の結晶が得られたことが述
べられている。
このように従来方法では導波路デバイスとして使用可能
な非線形光学結晶を作るまで非常に長時間を要するため
実用的でないという問題があり、短時間で実使用に耐え
る大きさの結晶を成長させる方法が強く望まれている。
な非線形光学結晶を作るまで非常に長時間を要するため
実用的でないという問題があり、短時間で実使用に耐え
る大きさの結晶を成長させる方法が強く望まれている。
光学的に非線形な有機化合物を容器の下方部分に配置す
るとともに、該部域を前記化合物が昇華し得る温度に加
熱し、且つ前記化合物よりも上方の容器部分を前記温度
よりも相対的に低い温度に保持する。
るとともに、該部域を前記化合物が昇華し得る温度に加
熱し、且つ前記化合物よりも上方の容器部分を前記温度
よりも相対的に低い温度に保持する。
本発明方法で使用できる光学的に非線形な有機化合物と
しては一般的にニトロアニリン誘導体、＝）ロビリジン
誘導体等を挙げることができる。
しては一般的にニトロアニリン誘導体、＝）ロビリジン
誘導体等を挙げることができる。
上記のニトロアニリン誘導体の中では特に下記一般式で
示される化合物が好適である。
示される化合物が好適である。
ただし、Ｒ”＊ Ｒ” ｔ Ｒ’は水素および有機基よ
り選ばれる１種もしくはそれ以上であり、Ｒ１が水素で
且つ式（１） Ｋ記した２個の窒素原子がパラ位にある
時には、Ｒ２とＲ３の少くとも一方は不斉炭素を有す能
である。
り選ばれる１種もしくはそれ以上であり、Ｒ１が水素で
且つ式（１） Ｋ記した２個の窒素原子がパラ位にある
時には、Ｒ２とＲ３の少くとも一方は不斉炭素を有す能
である。
上記方法によれば、昇華した非線形光学物質は、拡散の
みでなく、相対的に低温度に保持された容器上方の結晶
成長部に熱対流によっても輸送されるので、結晶成長が
極めて速い。
みでなく、相対的に低温度に保持された容器上方の結晶
成長部に熱対流によっても輸送されるので、結晶成長が
極めて速い。
以下本発明を図面に示した実施に基づいて詳細に説明す
る。
る。
図中／は固体の非線形光学物質であり、この物質／を）
垂直姿勢にした細長い結晶製造管−の底部に配置し、管
２の上端をゴム栓等で閉塞する。
垂直姿勢にした細長い結晶製造管−の底部に配置し、管
２の上端をゴム栓等で閉塞する。
管２はその下方がオイルバス３中に浸漬されており、オ
イルバス３は、ヒーターク、温度検出器！、温度制御器
乙によって、非線形光学物質／が昇華し得るに充分な一
定温度に保たれている。
イルバス３は、ヒーターク、温度検出器！、温度制御器
乙によって、非線形光学物質／が昇華し得るに充分な一
定温度に保たれている。
またオイルバス３内底部には磁気攪拌子７が配置してあ
り、オイルバスの底部下方に設置したマグ不チックスタ
ーラーざの作動によって上記攪拌子７をオイルバス３中
で回転させてオイルバス３内の温度の均一化を図ってい
る。管２の上部は、オイルバスの温度制御器乙とは独立
した別の温度制御器９でフントロールされるヒーターＩ
Ｏで囲まれており、このヒーターＩＯで管２の上部はオ
イルバス３よりも相対的に低い温度に保持される。
り、オイルバスの底部下方に設置したマグ不チックスタ
ーラーざの作動によって上記攪拌子７をオイルバス３中
で回転させてオイルバス３内の温度の均一化を図ってい
る。管２の上部は、オイルバスの温度制御器乙とは独立
した別の温度制御器９でフントロールされるヒーターＩ
Ｏで囲まれており、このヒーターＩＯで管２の上部はオ
イルバス３よりも相対的に低い温度に保持される。
上記装置で管コ底部の物質／が昇華すると昇華気体は上
下の温度差による熱対流で上方に運ばれ、管２の低温度
域２人で結晶成長する。図示例では結晶製造管２を垂直
姿、勢としたが、成長した結晶の落下防止等ゞのために
管２を斜めに傾けてもよい。
下の温度差による熱対流で上方に運ばれ、管２の低温度
域２人で結晶成長する。図示例では結晶製造管２を垂直
姿、勢としたが、成長した結晶の落下防止等ゞのために
管２を斜めに傾けてもよい。
また管λ内の温度分布をさらに均一にするために管軸回
りに回転させてもよい。
りに回転させてもよい。
具体的な数値例を以下に示す。
上記の装置を用いて、Ｏ１／りの粉末ＭＮＡを管内底部
入れゴム栓で管２の上端を閉じ、オイルバス３の温度を
ＭＮＡの融点より若干低い／ ２ ！；”Ｃに保持す乞
とともに、管コの上部を７０”Ｃに保つ。
入れゴム栓で管２の上端を閉じ、オイルバス３の温度を
ＭＮＡの融点より若干低い／ ２ ！；”Ｃに保持す乞
とともに、管コの上部を７０”Ｃに保つ。
上記の条件のもとで、先に述べた従来方法に比べて／／
７ないし／／１３の時間で同程度の大きさのＭＮＡ結晶
を得ることができた。
７ないし／／１３の時間で同程度の大きさのＭＮＡ結晶
を得ることができた。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。
ｌ・・・・・・非線型光学物質 ２・・・・・・結晶製
造管３・・・・・・オイルバス ≠、ＩＯ・・・・・・
ヒーター乙、ワ・・・・・・温度制御器
造管３・・・・・・オイルバス ≠、ＩＯ・・・・・・
ヒーター乙、ワ・・・・・・温度制御器
Claims (1)
- 光学的に非線形な有機化合物を容器の下方部分に配置す
るとともに、該部域を前記化合物が昇華し得る温度に加
熱し、且つ前記化合物よりも上方の容器部分を前記温度
よりも相対的に低い温度に保持して該部域で結晶成長さ
せることを特徴とする非線形光学結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2490585A JPS61184521A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 非線形光学結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2490585A JPS61184521A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 非線形光学結晶の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61184521A true JPS61184521A (ja) | 1986-08-18 |
Family
ID=12151190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2490585A Pending JPS61184521A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | 非線形光学結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61184521A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6456424A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Fujitsu Ltd | Production of organic film |
-
1985
- 1985-02-12 JP JP2490585A patent/JPS61184521A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6456424A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-03 | Fujitsu Ltd | Production of organic film |
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