JPS62172328A - 光フアイバ型非線形光学素子 - Google Patents
光フアイバ型非線形光学素子Info
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- JPS62172328A JPS62172328A JP1445186A JP1445186A JPS62172328A JP S62172328 A JPS62172328 A JP S62172328A JP 1445186 A JP1445186 A JP 1445186A JP 1445186 A JP1445186 A JP 1445186A JP S62172328 A JPS62172328 A JP S62172328A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/361—Organic materials
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (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、入射光を第２高調波に変換する元ファイバ型
有機非線形光学素子に関するものである。
有機非線形光学素子に関するものである。
有機非線形光学材料は、ＬＩＮｂｏｘ のような無機
結晶に比べて１０〜１０２倍も大きな二次の非線形光学
定数を示すものが多く、結晶化の努力がなされている。
結晶に比べて１０〜１０２倍も大きな二次の非線形光学
定数を示すものが多く、結晶化の努力がなされている。
しかしながら、実用化に供される程大きな有機結晶が得
られているものは、非常に数が少なく、しかも二次の分
子感受率βの小さいものに限られていた（例えば、尿素
、ｍ −二）ロアニリンなど）。また、構成分子が大き
な二次の分子感受率を有していても、結晶中の分子配列
が反転対称性を有するために、結晶化しても第二高調波
発生が不可能である場合が多かった（例えば、スチルベ
ン誘導体やメロシアニンなど）。このように従来は有機
結晶の形で非線形光学素子を作製しようとしていたため
、大きな二次の分子感受率を有する有機分子を用いて実
用に耐える非線形光学素子を作ることは困難であった。
られているものは、非常に数が少なく、しかも二次の分
子感受率βの小さいものに限られていた（例えば、尿素
、ｍ −二）ロアニリンなど）。また、構成分子が大き
な二次の分子感受率を有していても、結晶中の分子配列
が反転対称性を有するために、結晶化しても第二高調波
発生が不可能である場合が多かった（例えば、スチルベ
ン誘導体やメロシアニンなど）。このように従来は有機
結晶の形で非線形光学素子を作製しようとしていたため
、大きな二次の分子感受率を有する有機分子を用いて実
用に耐える非線形光学素子を作ることは困難であった。
一方、側鎖を有する液晶高分子のゲスト−ホスト作用の
応用として、ゲスト分子にＤＡＮＳ （４−ジメチルア
ミノ−４４−ニトロスチルベン）ヲ用い、第２高調波発
生を調べた研究例がＧ、Ｒ。
応用として、ゲスト分子にＤＡＮＳ （４−ジメチルア
ミノ−４４−ニトロスチルベン）ヲ用い、第２高調波発
生を調べた研究例がＧ、Ｒ。
Ｍｅｒｅｄｉｔｈらにより報告されている（Ｍａｃｒｏ
ｍｏ−１ｅｃｕｌｅｓ 、 １５巻、 １３８５頁、
１９８２年）。
ｍｏ−１ｅｃｕｌｅｓ 、 １５巻、 １３８５頁、
１９８２年）。
１１ｉ（ｅｒｅｄｉｔｈらの例ではＤＡＮＳが液晶高分
子中にドーグされているため、その含有量は少なく（２
ｗｔ％）、シかも液晶高分子の配向も不十分であるため
、二次の非線形感受率χ３性尿素の数倍程度であり、実
用的な非線形光学素子として用いるには全く不十分であ
った。
子中にドーグされているため、その含有量は少なく（２
ｗｔ％）、シかも液晶高分子の配向も不十分であるため
、二次の非線形感受率χ３性尿素の数倍程度であり、実
用的な非線形光学素子として用いるには全く不十分であ
った。
本発明は、有機非線形光学素子における前記の問題点を
解決するためになされたものであり、その目的は大きな
非線形感受率χ３２）を示す光７アイバ型非線形光学素
子を提供することにある。
解決するためになされたものであり、その目的は大きな
非線形感受率χ３２）を示す光７アイバ型非線形光学素
子を提供することにある。
本発明においては、コア部材に２次の分子感受率βが大
きなユニットを側鎖に有するサーモトロピック液晶高分
子を用い、クラッド部材にコア部材よりも屈折率の低い
材料を用いて元ファイバ型導波路を形成することを最も
主要な特徴とし、従来の非線形光学部品に比べて、大き
な非線形感受率χ を示す点が異なっている。
きなユニットを側鎖に有するサーモトロピック液晶高分
子を用い、クラッド部材にコア部材よりも屈折率の低い
材料を用いて元ファイバ型導波路を形成することを最も
主要な特徴とし、従来の非線形光学部品に比べて、大き
な非線形感受率χ を示す点が異なっている。
高分子の側鎖中に液晶形成能を有する剛直なユニットと
、大きな分子感受率βを示すユニットを有し、溶融状態
で液晶性を示す側鎖型のサーモトロピック液晶高分子は
、溶融液晶状態において、せん断応力あるいは引張応力
が作用すると、高分子主鎖は応力と平行方向に、側鎖の
各ユニットは応力と直角方向に容易に配列する。しかも
、この配列は冷却により固定化することができる。した
がって、該側鎖型液晶高分子を紡糸（ファイバー化）す
る工程で、側鎖の大きな分子感受率βを示すユニットを
ファイバ軸に直角方向に配列させ、同時に、あるいは別
工程で、該側鎖型液晶高分子よりも屈折率の低い制料（
高分子材料）を、該液晶高分子の外周に配することによ
り、本発明の光ファイバ塑非紛形光学素子を得ることが
できる。
、大きな分子感受率βを示すユニットを有し、溶融状態
で液晶性を示す側鎖型のサーモトロピック液晶高分子は
、溶融液晶状態において、せん断応力あるいは引張応力
が作用すると、高分子主鎖は応力と平行方向に、側鎖の
各ユニットは応力と直角方向に容易に配列する。しかも
、この配列は冷却により固定化することができる。した
がって、該側鎖型液晶高分子を紡糸（ファイバー化）す
る工程で、側鎖の大きな分子感受率βを示すユニットを
ファイバ軸に直角方向に配列させ、同時に、あるいは別
工程で、該側鎖型液晶高分子よりも屈折率の低い制料（
高分子材料）を、該液晶高分子の外周に配することによ
り、本発明の光ファイバ塑非紛形光学素子を得ることが
できる。
本発明に用いる側鎖型液晶高分子は、次の一般式で表わ
される構造を有している。
される構造を有している。
ただし、式中
ｇ、ｙ：含有量 、Ａ：高分子主鎖を構成する繰返し単
位、Ｓ １ ｚ ｓ、 ニスペーサ−となる原子団
、Ｌ：液晶形成能を有するユニット、 Ｎ：大きな分子感受率βを示すユニット であり、 式中りは液晶形成能を有するユニットであり、該ユニッ
トは１種のみならず、２種以上を使用してもよ（、弐の
Ｌの部分が、例えば Ｌｓ Ｌｚ ・・・・・・（ｎ
）（ただし、ＬｘｐＬｚは液晶形成能を有するユニット
） ■ように結合していてもよい。本発明において使用され
る液晶形成能を有するユニットを例示すれば、 （１）アゾメチ／系 （１１）エステル系 ｃ−ｏ８ｃｏｏ−σＲ） θＩＤ アゾ系 ←０（）Ｎ＝Ｎ舎渇 Ｑｖ） とフェニル系 （■） シクロへキシルフェニル系 ←Ｏ（パα噌 （ｖ９ コレステリル系 等を挙げることができる。ここで、Ｒは水素もしくは置
換基であり、置換基としてはシアノ基、メトキシ基、ク
ロル基、プロポキシ基、ヘキサノキシ基、プロ七基等を
挙げることができる。
位、Ｓ １ ｚ ｓ、 ニスペーサ−となる原子団
、Ｌ：液晶形成能を有するユニット、 Ｎ：大きな分子感受率βを示すユニット であり、 式中りは液晶形成能を有するユニットであり、該ユニッ
トは１種のみならず、２種以上を使用してもよ（、弐の
Ｌの部分が、例えば Ｌｓ Ｌｚ ・・・・・・（ｎ
）（ただし、ＬｘｐＬｚは液晶形成能を有するユニット
） ■ように結合していてもよい。本発明において使用され
る液晶形成能を有するユニットを例示すれば、 （１）アゾメチ／系 （１１）エステル系 ｃ−ｏ８ｃｏｏ−σＲ） θＩＤ アゾ系 ←０（）Ｎ＝Ｎ舎渇 Ｑｖ） とフェニル系 （■） シクロへキシルフェニル系 ←Ｏ（パα噌 （ｖ９ コレステリル系 等を挙げることができる。ここで、Ｒは水素もしくは置
換基であり、置換基としてはシアノ基、メトキシ基、ク
ロル基、プロポキシ基、ヘキサノキシ基、プロ七基等を
挙げることができる。
本発明の側鎖型液晶高分子において、非線形光学効果の
発現には側鎖中の大きな分子感受率を示す二二ツ）Ｎが
関与する。本発明において使用される分子感受率の大き
なユニットを例示すれば、（１） ニトロアニリン系 （ただし、Ｒｔ ｔ Ｒ２は水素あるいはメチル基を
表わす。以下同じ、） （２） スチルベン系 （３） メロシアニン系 Ｃ１０４−などｑ墳イオンを表わす） 等が挙げられる。これらはいずれも１ｘｔｃｒ”ｅｓｕ
以上のβを示す。
発現には側鎖中の大きな分子感受率を示す二二ツ）Ｎが
関与する。本発明において使用される分子感受率の大き
なユニットを例示すれば、（１） ニトロアニリン系 （ただし、Ｒｔ ｔ Ｒ２は水素あるいはメチル基を
表わす。以下同じ、） （２） スチルベン系 （３） メロシアニン系 Ｃ１０４−などｑ墳イオンを表わす） 等が挙げられる。これらはいずれも１ｘｔｃｒ”ｅｓｕ
以上のβを示す。
本発明の液晶高分子におけるＳｌおよびＳ２スペーサー
となる原子団は、（ＣＨｚ） （ｍは整数）で表わさ
れるメチレン系炭化水素が一般に用いられる。Ｓｌと８
２においてメチレン基の繰返し数ｍは同じ（でも、違っ
ていてもかまわない。また、本発明液晶高分子における
高分子主鎖を構成する繰返し単位人は、基本波および第
二高調波の波長域で透明な繰返し単位であれば使用可能
であり、具体的に例示すれば、 （１）ポリアクリル酸 −（ＣＲ２ＣＨ） ｏｏ− （１１）ポリメタクリル酸 ｏｏ− （ｉｉＤ ポリシロキサン ＣＨｚ べＳ ｔ −０−） 等を挙げることができる。
となる原子団は、（ＣＨｚ） （ｍは整数）で表わさ
れるメチレン系炭化水素が一般に用いられる。Ｓｌと８
２においてメチレン基の繰返し数ｍは同じ（でも、違っ
ていてもかまわない。また、本発明液晶高分子における
高分子主鎖を構成する繰返し単位人は、基本波および第
二高調波の波長域で透明な繰返し単位であれば使用可能
であり、具体的に例示すれば、 （１）ポリアクリル酸 −（ＣＲ２ＣＨ） ｏｏ− （１１）ポリメタクリル酸 ｏｏ− （ｉｉＤ ポリシロキサン ＣＨｚ べＳ ｔ −０−） 等を挙げることができる。
本発明の非線形光学素子は、基本波および婬二高調波の
導波に有利なコア／クラッド構造を有する光ファイバの
形で用いられる。クラッド部材には上記で説明した側鎖
型液晶高分子よりも屈折率の小さなポリマーであれば使
用可能であり、具体的には、ポリテトラフルオルエチレ
ンのような含フツ素ポリマーを挙げることができる。ま
た、側鎖型液晶高分子をコア部材に含フツ素ポリマをク
ラツド材に用いて光ファイバを製造するには、パイプロ
ッド法、コーティング法、複合紡糸法等の有機光ファイ
バの製造法が適用できる。
導波に有利なコア／クラッド構造を有する光ファイバの
形で用いられる。クラッド部材には上記で説明した側鎖
型液晶高分子よりも屈折率の小さなポリマーであれば使
用可能であり、具体的には、ポリテトラフルオルエチレ
ンのような含フツ素ポリマーを挙げることができる。ま
た、側鎖型液晶高分子をコア部材に含フツ素ポリマをク
ラツド材に用いて光ファイバを製造するには、パイプロ
ッド法、コーティング法、複合紡糸法等の有機光ファイ
バの製造法が適用できる。
以下実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれ
によりなんら限定されるものでない。
によりなんら限定されるものでない。
〔実施例１〕
コア部材として下記の構造
Ｒ＋ ＝ （ＣＩ（ｚ）ｓ ｏ（）ｃｏｏ舎ＣＮしｔｉ
３ の側鎖型サーモトロピック液晶高分子を用い、クラッド
部材としてポリテトラフルオルエチレンを用いて、複合
紡糸法によりコア径９７０μｍ、クラッド厚２０μｍの
光フアイバ型非線形光学素子を作製した。この素子の一
端からＮａ ／ＹＡＧレーザからの基本波（波長１３
０６μｍ）を入射し、他端で基本波をフィルタにより選
択吸収した後、透過光を分光したところ、第二高調波（
波長０５３μ＋！１）であることがわかった。さらに、
この素子の非線形感受率χ３２）を測定したところポリ
メタクリル酸ポリマーに２−メチル−４−ニトロアニリ
ン（ＭＮＡ）をドープした場合に比べて１００倍以上も
大きいことがわかった。
３ の側鎖型サーモトロピック液晶高分子を用い、クラッド
部材としてポリテトラフルオルエチレンを用いて、複合
紡糸法によりコア径９７０μｍ、クラッド厚２０μｍの
光フアイバ型非線形光学素子を作製した。この素子の一
端からＮａ ／ＹＡＧレーザからの基本波（波長１３
０６μｍ）を入射し、他端で基本波をフィルタにより選
択吸収した後、透過光を分光したところ、第二高調波（
波長０５３μ＋！１）であることがわかった。さらに、
この素子の非線形感受率χ３２）を測定したところポリ
メタクリル酸ポリマーに２−メチル−４−ニトロアニリ
ン（ＭＮＡ）をドープした場合に比べて１００倍以上も
大きいことがわかった。
〔実施例２〕
コア部材として下記の構造
Ｒｓ Ｒ４
の側鎖型サーモトロピック液晶高分子を用い、クラッド
部材としてポリテトラフルオルエチレンを用いて、複合
紡糸法により、コア径９００μｍ。
部材としてポリテトラフルオルエチレンを用いて、複合
紡糸法により、コア径９００μｍ。
クラッド厚３０μｍの光ファイバ箆非線形光学素子を作
製した。この素子の一端からＮａ ／ＹＡＧレーザ光
を入射したところ、他端において第二高調波の発生が認
められた。さらに、この素子の非線形感受率χ（２）を
測定したところ、ポリジメチルシロキサンポリマーに、
４−ジメチルアミノ−４′−二トロスチルベン（Ｄ Ａ
Ｎ Ｓ）をドー７” Ｌ、 ？、： 場合に比べて、１
００倍以上も大きいことがわかった。
製した。この素子の一端からＮａ ／ＹＡＧレーザ光
を入射したところ、他端において第二高調波の発生が認
められた。さらに、この素子の非線形感受率χ（２）を
測定したところ、ポリジメチルシロキサンポリマーに、
４−ジメチルアミノ−４′−二トロスチルベン（Ｄ Ａ
Ｎ Ｓ）をドー７” Ｌ、 ？、： 場合に比べて、１
００倍以上も大きいことがわかった。
以上説明したように、本発明によれば、コア部材に大き
な分子分極率βを示すユニットを側鎖に有するサーモト
ロピック液晶高分子を用い、クラッド部材にコア部材よ
りも屈折率の低い材料を用いて光フアイバ型導波路とし
ているため、非線形感受率χ（２）の大きな光ファイバ
箆非線形光学素子を提供することができる。
な分子分極率βを示すユニットを側鎖に有するサーモト
ロピック液晶高分子を用い、クラッド部材にコア部材よ
りも屈折率の低い材料を用いて光フアイバ型導波路とし
ているため、非線形感受率χ（２）の大きな光ファイバ
箆非線形光学素子を提供することができる。
Claims (1)
- 屈折率の高いコア部と屈折率の低いクラツド部を有する
光フアイバ型導波路において、２次の分子感受率βが１
×１０＾−＾３＾０ｅｓｕより大きなユニツトを側鎖に
有し、高温で液晶（サーモトロピツク液晶）状態を示し
うる側鎖型液晶高分子をコア部材に用いることを特徴と
する光フアイバ型非線形光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1445186A JPS62172328A (ja) | 1986-01-25 | 1986-01-25 | 光フアイバ型非線形光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1445186A JPS62172328A (ja) | 1986-01-25 | 1986-01-25 | 光フアイバ型非線形光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62172328A true JPS62172328A (ja) | 1987-07-29 |
Family
ID=11861399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1445186A Pending JPS62172328A (ja) | 1986-01-25 | 1986-01-25 | 光フアイバ型非線形光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62172328A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991003748A1 (en) * | 1989-09-08 | 1991-03-21 | Hoechst Celanese Corporation | Electro-optic waveguide device |
| EP0464795A2 (en) * | 1990-07-06 | 1992-01-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Organic optical nonlinear material and optical nonlinear device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62201419A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-09-05 | ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション | 非線形光学応答を示す側鎖形液晶性ポリマ− |
-
1986
- 1986-01-25 JP JP1445186A patent/JPS62172328A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62201419A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-09-05 | ヘキスト・セラニーズ・コーポレーション | 非線形光学応答を示す側鎖形液晶性ポリマ− |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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