JPH0266526A - 波長変換デバイス - Google Patents

波長変換デバイス

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JPH0266526A
JPH0266526A JP63218746A JP21874688A JPH0266526A JP H0266526 A JPH0266526 A JP H0266526A JP 63218746 A JP63218746 A JP 63218746A JP 21874688 A JP21874688 A JP 21874688A JP H0266526 A JPH0266526 A JP H0266526A
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JP
Japan
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thickness
wavelength conversion
conversion device
titanate
nonlinear optical
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Pending
Application number
JP63218746A
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English (en)
Inventor
Takayuki Kato
孝行 加藤
Yoshitaka Takahashi
佳孝 高橋
Hidetaka Ninomiya
英隆 二宮
Yoshitaka Morita
森田 美貴
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ 本発明は、光高調波発生装置等に用いる波長変換デバイ
スに関し、更に詳しくは、レーザー光の波長変換に用い
られる光高調波発生装置等に用いる波長変換デバイスに
関する。
[発明の背景] 非線形光学効果が1961年に発見されて以来、非線形
光学効果を有する材料及び非線形光学効果を利用したデ
バイスに関する研究が進められてきた。従来、非線形光
学効果を有する材料としては、LiNb0.やKDP、
(KH,PO,)などの無機系材料が知られていた。
しかしながら近年これらの無機系材料に較べ、非線形光
学定数が大幅に上回る有機系材料が注目されはじめた。
この様な物質には、例えばMNA(2−メチル−4−二
トロアニリン)、mNA(メタニトロアニリン)、RO
M(3−メチル4−ニトロピリジン−1−オギサイド)
などがある。
有機非線形光学材料を用いた非線形光学デバイスとして
、溶融石英上に、MNA(2−メチル−4−ニトロアニ
リン)の単結晶を毛細管法を用いて形成したものが知ら
れている。(0PTIC3COHHUNIC^Tl0N
  Vol、59 No、4  (1986) p29
9〜303〕 しかしながら、溶融石英上に有機単結晶を欠陥なく作製
することは難しいことがわかった0作製時にもたらされ
る欠陥の例としては、単結晶膜の膜剥がれ、亀裂、多結
晶化などを挙げることができる。
したがって、上記方式では結晶状態の良好な部分のみを
残して素子化せざるを得す、作業工程数、歩留り等に問
題があった。
また、有機非線形光学材料の溶液から単結晶を形成する
等種々の単結晶形成方法が提案されているが、いずれの
単結晶形成方法もガラス基板上に形成するものであり、
単結晶膜の膜剥がれ、亀裂が生じ、さらに、単結晶化に
対する効果も小さかった。
[発明の目的] したがって、本発明の第1の目的は、有機非線形光学材
料の単結晶性を良好にし、しかも接着強度が強く、且つ
、単結晶に空隙、亀裂等の欠陥が少ない波長変換デバイ
スを提供することにある。
本発明の第2の目的は、変換効率が高く、作製にあたっ
て歩留まりのよい波長変換デバイスを提供することにあ
る。
[発明の構成〕 上記目的は、 無機材料からなる基板上に光学的非線形性を有する有機
物質が形成されてなる波長変換デバイスにおいて、基板
と有機物質の間に厚さ500n1以下の高分子材料の薄
膜が形成されていることを特徴とする波長変換デバイス
によって達成される。
次に本発明の詳細な説明する。
光学的非線形性を有する有機物質については、例えば「
有機非線形光学材料」 (シー・エム・シー社 198
5年刊)、r  Non1inear  0ptica
lProperties of Organic Mo
1ecules andCrystalノ Vol、1
. 2  (Acadelic  PressInc、
 1987) 、日本化学会54年〜56年の年会予稿
集等に記載されている。
本発明に好ましく用いられる光学的非線形性を有する有
機物質として、例えばニトロアニリン誘導体に代表され
る電子吸引性基及び電子供与性基で置換されたベンゼン
、ナフタレン等の芳香環、ピリジン、ピリミジン等の複
素環、スチルベン、ピリジン−N−オキサイド及び尿素
を挙げることができる。
以下に本発明で用いられる光学的非線形性を有する有機
物質の好ましい例を示す。
以下余白 ■ 以下余白 上記において、単結晶性および非線形光学効果を考える
とNα10〜16の化合物が好ましく、さらに好ましい
ものは、Nα10.11.12.16の化合物である。
本発明の高分子材料としては、種々の高分子材料を用い
ることができるが、シラン系の高分子材料又はチタネー
ト系の高分子材料が好ましい。
シラン系の高分子材料の例としては、下記−数式で表わ
される化合物(シランカップリング剤)から形成される
ものを挙げることができる。
−数式 式中、Rは脂肪族或は芳香族の炭化水素基を表わす、ま
た、これらの基は不飽和基であってもよいし、ROR’
−、RCOOR’−、RNHR’−(Rはアルキル基、
アリール基、R′はアルキレン基、アリーレン基)その
他の置換基で置換されていてもよい。
またXl、X2及びX、は脂肪族もしくは芳香族炭化水
素基、アシル基、アミド基、アルコキシ基、アルキルカ
ルボニルオキシ基、エポキシ基、メルカプト基を表わし
、X、、X、及びX、は同じであっても互いに異ってい
ても良い、但し少なくとも1つは炭化水素基以外の基で
ある。
(尚X1.Xx及びX3は加水分解を受ける基であるこ
とが好ましい、) シランカップリング剤の具体例としては、メチルトリメ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリ
アセトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−タ
ロロプロビルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピル
メチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジ
ェトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン、γメルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γグリシドキシプロビルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシグロビルメチルジ
メトキシシラン、γ−メタクリロキシグロピルトリメト
キシシラン、γ−メタクリロキシグロピルメチルジメト
キシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピル
トリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノ
プロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、N−β
−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン・塩酸塩及びアミノシラン配
合物などが挙げられる。
なかでもとくにビニル系、メルカプト系、グリシドキシ
系、メタクリロキシ系などのシランカップリング剤が好
ましい、又ヘキサメチルジシラザン等ジシラザン系のも
のでも良い。
チタネート系の高分子材料を形成する化合物(チタネー
トカップリング剤)の例としては、イソプロピルトリイ
ソステアロイルチタネート、イソプロピルトリスチタネ
ート、イソプロピルトリチタネート、テトラオクチルビ
スチタネート、テトラビスホスファイトチタネート、ビ
スオキシアセテートチタネート、ビスエチレンチタネー
ト、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプ
ロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソ
プロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、テト
ライソプロピルビスチタネート等が挙げられる。
本発明の波長変換デバイスは、まず、無機材料からなる
基板に、例えば溶媒によって希釈したカップリング剤を
塗布、乾燥するなどしてカップリング剤の塗膜を形成し
た後、光学的非線形性を有する有機物質を形成する諸工
程より作製することができる。
本発明の波長変換デバイスにおいては、高分子材料の薄
膜が存在するため、屈折率調整を行なわなければならな
いが、本発明者らは高分子材料の薄膜の厚さがが500
r+n以下の場合、可視光で使用する波長変換素子にお
いては特に屈折率調整を行なわなくとも良いことを見出
だした。又高分子材料の薄膜の厚さが5Or+n以下の
場合にはさらに良い結果がもたらされ、10n1以下の
場合には特に良い結果がもたらされる。
[実施例] 以下、本発明を、実施例によりさらに具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例1 ガラス基板(パイレックス)上に、シランカップリング
剤(γ−メタクリロキシ10ピルトリメトキシシラン)
とアセトンよりなる溶液(γ−メタクリロキシプロピル
トリメトキシシラン:アセトン−1=1重量)をスピナ
ーにて 100nmの厚さに形成し、自然乾燥した0次
いで、温度120℃で十分に乾燥させ、約50n1のシ
ランカップリング層を形成した。
該基板上にMNA(2−メチル−4−ニトロアニリン)
を加熱昇華法により2.0μm形成し、これをゾーンメ
ルト法により、温度137℃にて単結晶とした。
この単結晶性を、闇光辺微鏡による消光法によって調べ
た。また、顕微鏡にて亀裂を調べ、テープ剥離法にて膜
付き強度を調べた。
以上の工程後、端面を切断し、鏡面研磨した後、第1図
に示す素子とした。
第1図において、1は基板(バイレックス)を、2は有
機非線形光学材料(MNA)薄膜を、3は、シランカッ
プリング剤(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン)層を示す。
上記素子の端面より波長1.06μmのYAGレーザー
光を入射させたところ、波長0.53JIlの光が発生
した。
また、上記と同様にして、シランカップリング剤の層を
形成しない比較例を作製し、上記と同様にして単結晶性
、亀裂、膜付き強度を調べた。
結果を表1に示す。
以下余白 表1 単結晶性:  5cm平方あたりの消光(消光面積/全
体の面積) 膜付き強度:テープ剥離法 (3回行なった結果) 上記と同様にして、シランカップリング剤層の厚さを1
0nm、100nl、1 μmとした素子を作製し、上
記と同様に、素子の端面より波長1.06μmのYAG
レーザー光を入射させたところ、シランカップリング剤
層の厚さが10n1.50nm、100n11.1pm
と増すにしたがって発生する光の強さが弱まり、1μm
では光を発生することが困難となった。
ただし、この傾向はシランカップリング剤の種類によっ
て若干界なる。
実施例2 実施例1と同様にして、ガラス基板(バイレックス)上
に、チタネートカップリング剤(テトラオクチルビスチ
タネート)とメチルエチルケトンよりなる溶液(テトラ
オクチルビスナタネ−l−メチルエチルケトン=1:1
重量)を用いて厚さ約10nmのチタネートカップリン
グ層を形成した。
次いで、実施例1と同様に、MNA(2−メチル−4−
二トロアニリン)を2.0μ印形成し、単結晶化した。
実施例1と同様にして、単結晶性、亀裂、膜付き強度を
調べた。
以上の工程後、端面を切断し、鏡面研磨した後、第1図
に示す素子とした。
上記素子の端面より波長1.06μmのYAGレーザー
光を入射させたところ、波長0.53μmの光が発生し
た。
また、上記と同様にして、チタネートカップリング剤の
層を形成しない比較例を作製し、上記と同様にして単結
晶性、亀裂、膜付き強度を調べた。
結果を表2に示す。
以下余白 表2 単結晶性:5cEl平方あたりの消光 (消光面積/全体の面積) 膜付き強度:テープ剥離法 (3回行なった結果) 上記と同様にして、チタネートカップリング剤層の厚さ
を50nl、 100rv 、1μmとした素子を作製
し、上記と同様に、素子の端面より波長1.06μmの
YAGレーザー光を入射させたところ、チタネートカッ
プリング剤層の厚さが10n1.50nl、100nm
、1μmと増すにしたがって発生する光の強さが弱まる
ことは実施例1と同様であった。
第2図は上記実施例で示した本発明の波長変換デバイス
とは異なる池の例を示すものである。
図において、4は基板を、5は有機非線形光学材料を、
6はカップリング剤を示す。
[発明の効果〕 本発明では、高分子材料の薄膜を用いているために、単
結晶性がよく、単結晶に亀裂か少なく、膜強度が強い単
結晶膜を容易に得ることができ、したがって変換効率が
高い波長変換デバイスを歩留り良く製造することができ
るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明波長変換デバイスの一実施例を示す斜
視図、第2図は、本発明波長変換デバイスの池の実施例
を示す斜視図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 無機材料からなる基板上に光学的非線形性を有する有機
    物質が形成されてなる波長変換デバイスにおいて、基板
    と有機物質の間に厚さ500nm以下の高分子材料の薄
    膜が形成されていることを特徴とする波長変換デバイス
JP63218746A 1988-09-01 1988-09-01 波長変換デバイス Pending JPH0266526A (ja)

Priority Applications (1)

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JP63218746A JPH0266526A (ja) 1988-09-01 1988-09-01 波長変換デバイス

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JP63218746A JPH0266526A (ja) 1988-09-01 1988-09-01 波長変換デバイス

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JPH0266526A true JPH0266526A (ja) 1990-03-06

Family

ID=16724770

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JP63218746A Pending JPH0266526A (ja) 1988-09-01 1988-09-01 波長変換デバイス

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JP (1) JPH0266526A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007249154A (ja) * 2006-02-14 2007-09-27 Daikin Ind Ltd レジスト積層体の形成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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