JPH0266528A - 光ファイバー型波長変換素子 - Google Patents

光ファイバー型波長変換素子

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JPH0266528A
JPH0266528A JP21874888A JP21874888A JPH0266528A JP H0266528 A JPH0266528 A JP H0266528A JP 21874888 A JP21874888 A JP 21874888A JP 21874888 A JP21874888 A JP 21874888A JP H0266528 A JPH0266528 A JP H0266528A
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JP
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nonlinear optical
optical fiber
fiber type
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Pending
Application number
JP21874888A
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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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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
    • G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
    • G02F1/383—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure of the optical fibre type

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光高調波発生装置等に用いる光ファイバー型
波長変換素子に関し、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光ファイ
バー型波長変換素子に関する。
［発明の背景Ｊ 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、Ｌ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏ３や
ＫＤＰ　（ＫＨ２ＰＯ，）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−ニ
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−オキサイド
）、ｍ−ＤＮＢ（メタ−ジニトロベンゼン）などがある
。
有機非線形光学材料を用いた光ファイバー型非線形光学
デバイスの例としては、Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆｃｒｙ
ｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ　４８　（１９８０）　ｐ４９
１〜４９２に述べられた、コアをｍ−ＤＮＢ（ｍ−ジニ
トロベンゼン）、クラッドをガラスとしたものが知られ
ているが、これらのものは上記文献に示されている様に
、ファイバー中に単結晶を形成することが難しいばかり
でなく、単結晶に空隙、亀裂、結晶軸のローテーション
が生じやすいという種々の欠点があった。
上記文献には、これらの欠点を排除するために、逆スト
ックバーガー法なる新規な単結晶作製装置を用いること
が示されている。
また、Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ　　Ｃｒｙｓｔａｌ　　
Ｇｒｏｖｔｈ　４９（１９８０）　ｐ２４５〜２５２に
は、上記の欠点を排除するために、厳密な条件下で単結
晶を育成することを示している。
しかしながらこれらの方法では、有機非線形光学材料ご
とに単結晶育成の条件が変化するため、種々の光ファイ
バー型波長変換素子を作製することは容易ではなかった
。また、作製装置も非常に高価なものとなってしまう。
し発明の目的］ したがって、本発明の第１の目的は、有機非線形光学材
料の単結晶の形成が容易であり、しかも単結晶に空隙、
亀裂等の欠陥が少ない光ファイバー型波長変換素子を提
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、製作にあたっ
て歩留まりのよい光ファイバー型波長変換素子を提供す
ることにある。
［発明の構成］ 上記目的は、 有機非線形光学材料からなるコアおよび無機材料からな
るクラッドを有する光ファイバー型波長変換素子におい
て、コアとクラッド間に厚さ５００ｎｌ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光ファイバ
ー型波長変換素子。
によって達成される。
次に本発明の詳細な説明する。
本発明の有機非線形光学材料については、例えば「有機
非線形光学材料」　（シー・エム・シー社１９８５年刊
）　、　　ｒＮｏｎｌｉｎｅａｒ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｐ
ｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｈｏ１ｅｃ
ｕｌｅｓ　ａｎｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｊνｏ１．１，２
（Ａｃａｄｅｍｉｃ　　Ｐｒｅｓｓ　Ｉｎｃ、　１９８
７）　、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有機非線形光学材料として
、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有機非線形光学材料の好まし
い例を示す。
以下余白 ■ Ｎｏ９ 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Ｎｏ、１０〜１６の化合物が好ましく、さらに好まし
いものは、ＮＧ１０．１１．１２．１６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イシ、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
の池の置換基で置換されていてもよい。
またＸｉ、Ｘｉ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
、Ｘｌ、Ｘｉ及びＸ、は同じであっても互いに異ってい
ても良い。１旦し少なくとも１つは炭化水素基以外の基
である。
（尚Ｘ　１．　Ｘ　２及び×３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−ク
ロロプロピ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−グリシドキシブロピル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロビルメチル
ジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメ
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。
本発明の光ファイバー型波長変換素子は、まず、中空の
無機材料からなるファイバーを形成し、次に、例えば溶
媒によって希釈したカップリング剤を毛細管法によって
吸い上げ、その後、ゾーン加熱等によって順次溶媒を蒸
発させ、溶媒を除去し、毛細管内面にカップリング剤の
塗膜を形成した後、有機非線形光学材料を、毛細管法に
より該ファイバー中に充填、ｌ化後、ブリッジマン法、
ゾーンメルト法などを用いて単結晶化する諸工程により
作製することができる。
本発明の光ファイバー型波長変換素子においては、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５００ｎ１以下の場合、可視光で使用する波長変換
素子においては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ｉ′ｉＩ膜の厚さが５０ｒ
＋１以下の場合にはさらに良い結果がもたらされ、５ｒ
＋を以下の場合には特に良い結果がもたらされる。
［実施例コ 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。
図は以下の実施例の光ファイバー型波長変換素子を示す
ものである。
図において、１は無機材料からなるクラッド、２は有機
非線形光学材料からなるコア、３はカップリング剤層を
示す。
実施例１ パイレックスガラス管（コーニング社製）から外径１關
、内径１１ＩＩ１１、長さ１０ｍ＋の中空ファイバーを
作製した。
その後、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン
とアセトンよりなる溶液（γ−グリシドキシプロビルト
リメトキシシラン：アセトン＝１：５０重量）を毛細管
法により該ファイバー内に充填し、これを、速度２　ｎ
＋ａ　／　ｈにて、温度１４０℃の帯域を引上げアセト
ンを除去し、中空ファイバーの内壁に厚さ約５ｎｍのγ
−グリシドキシプロビルトリメトキシシランの層を形成
した。
次に、ＭＮＡ　（２−メチル−４−ニトロアニリン）を
１３５°Ｃにて溶融し、これを毛細管法により該中空フ
ァイバー内に充填した。
ＭＮＡ＜２−メチル−４−二トロアニリン）をブリッジ
マン炉にて単結晶化し、図に示す光ファイバー型波長変
換素子を作製した。
製造工程における歩留りを表に示す。
実施例２ 実施例１と同様にして、中空ファイバーの内壁に厚さ約
１０ｎｎのγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンの層を形成した。
次いで、実施例１と同様にして、中空ファイバー内にＭ
ＮＡ（２−メチル−４−ニトロアニリン）の単結晶を形
成した。
製造工程における歩留りを表に示す。
実施例３ 実施例１と同様にして、中空ファイバーの内壁に厚さ約
１００　ｒ＋ｎのγ−グリシドキシグロピルトリメトキ
シシランの層を形成した。
次いで、実施例１と同様にして、中空ファイバー内にＭ
ＮＡ　（２−メチル−４−ニトロアニリン）の単結晶を
形成した。
製造工程における歩留りを表に示す。
実施例４ カップリング剤としてビスオキシアセテートチタネート
を用い、これをメチルエチルゲトンで希釈した溶液を用
いて、実施例１と同様にして、中空ファイバーの内壁に
厚さ約５ｎｍのビスオキシアセテートチタネートの層を
形成した。
次いで、実施例１と同様にして、中空ファイバー内にＭ
ＮＡ　（２−メチル−４−二トロアニリン）の単結晶を
形成した。
製造工程における歩留りを表に示す。
比較例 中空ファイバーの内壁にγ−グリシドキシグロピルトリ
メトキシシランの層を形成することな〈実施例１を繰り
返した。
歩留りを表に示す。
表 注） （１）波長１．０６μｍのＹＡＧレーザー光を入射させ
、波長０．５３１１ｍの光を発生させた。
（２）歩留りＡは、カップリング剤形成時における歩留
り（％）を示す。
（３）歩留りＢは、 ［発明の効果］ 本発明によれば、有機非線形光学材料の単結晶の形成が
容易であり、しかも単結晶に空隙、亀裂等の欠陥が少な
く、変換効率が高い光ファイバー型波長変換素子を歩留
まり良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明の光ファイバー型波長変換素子の斜視図で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 有機非線形光学材料からなるコアおよび無機材料からな
    るクラッドを有する光ファイバー型波長変換素子におい
    て、コアとクラッド間に厚さ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光ファイバ
    ー型波長変換素子。
JP21874888A 1988-09-01 1988-09-01 光ファイバー型波長変換素子 Pending JPH0266528A (ja)

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