JPH03287135A - 有機非線形光学材料 - Google Patents
有機非線形光学材料Info
- Publication number
- JPH03287135A JPH03287135A JP8771790A JP8771790A JPH03287135A JP H03287135 A JPH03287135 A JP H03287135A JP 8771790 A JP8771790 A JP 8771790A JP 8771790 A JP8771790 A JP 8771790A JP H03287135 A JPH03287135 A JP H03287135A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- nonlinear optical
- acetoamide
- cinnamic acid
- stable
- Prior art date
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- Pending
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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。
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、光コンピュータや光通信など広範な分野で光
制御素子等として用いられる有機非線形材料に関し、さ
らに詳しくは、カットオフ波長が短波長領域にあり、良
好なＳＨＧ活性を示し、結晶性が良好で、耐光損傷性に
優れた有機非線形光学材料に関する。
制御素子等として用いられる有機非線形材料に関し、さ
らに詳しくは、カットオフ波長が短波長領域にあり、良
好なＳＨＧ活性を示し、結晶性が良好で、耐光損傷性に
優れた有機非線形光学材料に関する。
非線形光学材料は、レーザー光の周波数変換、増幅、発
振、スイッチングなどの現象を生じ、第２高調波発生（
ＳＨＧ）、第３高調波発生（ＴＨＧ）、高速度シャッタ
ー、光メモリ−、光演算素子などへの応用が可能である
。このように、非線形光学材料は、光周波数を変換する
機能を有しているほか、電場によって屈折率が変化する
特質を生かした光スィッチなどへの応用が可能であるた
め、活発な研究が進められている。
振、スイッチングなどの現象を生じ、第２高調波発生（
ＳＨＧ）、第３高調波発生（ＴＨＧ）、高速度シャッタ
ー、光メモリ−、光演算素子などへの応用が可能である
。このように、非線形光学材料は、光周波数を変換する
機能を有しているほか、電場によって屈折率が変化する
特質を生かした光スィッチなどへの応用が可能であるた
め、活発な研究が進められている。
従来、非線形光学材料としては、主に水溶性のＫＨ２Ｐ
Ｏ，（ＫＤＰ） 、 ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４，あるいは非水
溶性のＬｔＮｂｏ、 、ＫＮｂＯｓなどの無機系の単結
晶材料（誘電体結晶）が用いられており、実用化されて
いる例としては、例えば、ＫＤＰを変換材料として用い
た、強力なＹＡＧレーザーの第２高調波発生が挙げられ
、慣性核融合用短波長レーザードライバーやウラン分離
用色素レーザー励起光源等として用いられている。
Ｏ，（ＫＤＰ） 、 ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４，あるいは非水
溶性のＬｔＮｂｏ、 、ＫＮｂＯｓなどの無機系の単結
晶材料（誘電体結晶）が用いられており、実用化されて
いる例としては、例えば、ＫＤＰを変換材料として用い
た、強力なＹＡＧレーザーの第２高調波発生が挙げられ
、慣性核融合用短波長レーザードライバーやウラン分離
用色素レーザー励起光源等として用いられている。
一方、最近では、尿素やｐ−ニトロアニリン、２−メチ
ル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）、４′−ニトロアニ
リン（ＭＮＡ）、４− （Ｎ。
ル−４−ニトロアニリン（ＭＮＡ）、４′−ニトロアニ
リン（ＭＮＡ）、４− （Ｎ。
Ｎ−ジメチルアミノ）−４′−ニトロスチルベン（ＤＡ
ＮＳ）などの有機非線形光学材料の開発が進められてい
る。ポリジアセチレンやポリフッ化ビニリデンなどの高
分子材料に関しても、その非線形光学効果を利用して、
制御機能を有する導波路、光ＩＣなどへの応用が検討さ
れている。
ＮＳ）などの有機非線形光学材料の開発が進められてい
る。ポリジアセチレンやポリフッ化ビニリデンなどの高
分子材料に関しても、その非線形光学効果を利用して、
制御機能を有する導波路、光ＩＣなどへの応用が検討さ
れている。
有機非線形光学材料は、一般に、非線形性の起源が分子
内π電子や分子間電荷移動等であるため、光応答に対し
て格子振動を伴わず、したがって無機材料に比べ応答が
速く、また、非線形光学定数が大きいものや吸収領域が
変化できるものなどを合成することが可能である。しか
も、材料素子化の方法も、単結晶化によるだけではなく
、ＬＢ膜、蒸着法、液晶化、高分子化などの各種の方法
が考えられる。
内π電子や分子間電荷移動等であるため、光応答に対し
て格子振動を伴わず、したがって無機材料に比べ応答が
速く、また、非線形光学定数が大きいものや吸収領域が
変化できるものなどを合成することが可能である。しか
も、材料素子化の方法も、単結晶化によるだけではなく
、ＬＢ膜、蒸着法、液晶化、高分子化などの各種の方法
が考えられる。
非線形光学材料の最近の研究成果については、例えば、
加藤、中西監修「有機非線形光学材料」（シー・エム・
シー社、１９８５年発行）、やり、Ｓ ＣＨＥＭＬＡ、
Ｊ、ＺＹＳＳ編”Ｎｏｎ１ｉｎｅａｒ ０ｐｔｉｃａｌ
Ｐｒ。
加藤、中西監修「有機非線形光学材料」（シー・エム・
シー社、１９８５年発行）、やり、Ｓ ＣＨＥＭＬＡ、
Ｊ、ＺＹＳＳ編”Ｎｏｎ１ｉｎｅａｒ ０ｐｔｉｃａｌ
Ｐｒ。
ｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ” Ｖｏｌ
、 Ｉ、Ｖｏｌ、ＴＩなどの文献にまとめられている。
、 Ｉ、Ｖｏｌ、ＴＩなどの文献にまとめられている。
ところで、非線形光学材料には、一般に、次のような特
性を有することが求められる。
性を有することが求められる。
（１）非線形光学効果のうち、特に第２高調波発生（Ｓ
ＨＧ）は、変換の効率が高い等の理由から波長変換の基
本技術として位置付けられておりＳＨＧ効率（尿素を１
とする第２高調波の相対強度）の高いことが求められる
。
ＨＧ）は、変換の効率が高い等の理由から波長変換の基
本技術として位置付けられておりＳＨＧ効率（尿素を１
とする第２高調波の相対強度）の高いことが求められる
。
（２）ＳＨＧ等の２次の非線形光学効果を生じさせるに
は、その物質は反転対称中心を欠くことが必要な条件で
あり、また、結晶となった場合に、例えば、分子がその
双極子モーメントを互いに相殺するように配列して反転
対称中心を持つに至ることのないことが実用上水められ
る。
は、その物質は反転対称中心を欠くことが必要な条件で
あり、また、結晶となった場合に、例えば、分子がその
双極子モーメントを互いに相殺するように配列して反転
対称中心を持つに至ることのないことが実用上水められ
る。
（３）室温で安定でかつ出来るだけ大きな単結晶を形成
するものであることが望まれる。
するものであることが望まれる。
（４）現在の半導体レーザーの波長は８００ｎｍ程度で
あるので、極大波長（尤ｍａｘ ）やカットオフ波長（
んｃｕｔｏｆｆ）はできるだけ短波長領域にあることが
望ましい。
あるので、極大波長（尤ｍａｘ ）やカットオフ波長（
んｃｕｔｏｆｆ）はできるだけ短波長領域にあることが
望ましい。
ところが、公知の無機非線形光学材料は、純度の高い単
結晶が高価であり、潮解性を有し、しかも有機材料に比
して一般にＳＨＧ効率が小さく、光の波長変換も限られ
た範囲でしか利用できないという欠点がある。
結晶が高価であり、潮解性を有し、しかも有機材料に比
して一般にＳＨＧ効率が小さく、光の波長変換も限られ
た範囲でしか利用できないという欠点がある。
方、有機非線形光学材料には、一般にＳ ＨＧ効率の大
きいものがあることは知られているが、室温で安定かつ
大きな結晶を調製するのが困難である。例えば、ＭＮＡ
は高いＳ ＨＧ効率を有するけれども、大きな単結晶が
得られにくい。尿素は、大きな単結晶を得やすく、白色
・透明で、カットオフ波長も２００ｎｍと短波長である
けれども、耐湿性に劣るという欠点がある。また、スチ
ルベン誘導体のＤＡＮＳは、分子レベルでは２次の非線
形分極率βは非常に大きい値を示すが、結晶になると分
子の配列に反転対称中心を持つに至るため非線形光学効
果を示さない。
きいものがあることは知られているが、室温で安定かつ
大きな結晶を調製するのが困難である。例えば、ＭＮＡ
は高いＳ ＨＧ効率を有するけれども、大きな単結晶が
得られにくい。尿素は、大きな単結晶を得やすく、白色
・透明で、カットオフ波長も２００ｎｍと短波長である
けれども、耐湿性に劣るという欠点がある。また、スチ
ルベン誘導体のＤＡＮＳは、分子レベルでは２次の非線
形分極率βは非常に大きい値を示すが、結晶になると分
子の配列に反転対称中心を持つに至るため非線形光学効
果を示さない。
このように、従来技術は、ＳＨＧ効率が大きく、安定で
かつ大きな単結晶に成長させやすい有機非線形光学材料
を提供する点で、未だ不充分である。
かつ大きな単結晶に成長させやすい有機非線形光学材料
を提供する点で、未だ不充分である。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を克服し
、室温で安定で耐光損傷性に優れ、反転対称中心を持た
ない単結晶を形成し、必要に応じて大きな単結晶に成長
させることができ、ＳＨＧ効率が良好で、カットオフ波
長が短波長領域にある有機非線形光学材料を提供するこ
とにある。
、室温で安定で耐光損傷性に優れ、反転対称中心を持た
ない単結晶を形成し、必要に応じて大きな単結晶に成長
させることができ、ＳＨＧ効率が良好で、カットオフ波
長が短波長領域にある有機非線形光学材料を提供するこ
とにある。
本発明者らは鋭意研究した結果、ｐ−アセトアミドケイ
皮酸が前記目的に適合することを見出し、その知見に基
づいて本発明を完成するに至った。
皮酸が前記目的に適合することを見出し、その知見に基
づいて本発明を完成するに至った。
［課題を解決するための手段］
すなわち、本発明によれば、下記式［Ｉ］で表されるｐ
−アセトアミドケイ皮酸から成ることを特徴とする有機
非線形光学材料が提供される。
−アセトアミドケイ皮酸から成ることを特徴とする有機
非線形光学材料が提供される。
以下、本発明の構成要素について詳述する。
［ｐ−アセトアミドケイ皮酸］
本発明で用いる化合物のｐ−アセトアミドケイ皮酸は、
結晶性が良好であり、有機溶剤からのスローエバポレイ
ジョン法などにより容易に単結晶を得ることができる。
結晶性が良好であり、有機溶剤からのスローエバポレイ
ジョン法などにより容易に単結晶を得ることができる。
その単結晶は、室温で安定であり、光損傷を受けにくく
、また、加工が容易であるためデバイス化も容易である
。
、また、加工が容易であるためデバイス化も容易である
。
そして、ｐ−アセトアミドケイ皮酸の結晶微粉末は、尿
素能のＳＨＧ効率を示すことから明らかなように、良好
な非線形光学効果を示すと共に、そのカットオフ波長が
３８０ｎｍと短波長にあるので、８００ｎｍ程度の半導
体レーザーの波長変換素子としての使用が可能である。
素能のＳＨＧ効率を示すことから明らかなように、良好
な非線形光学効果を示すと共に、そのカットオフ波長が
３８０ｎｍと短波長にあるので、８００ｎｍ程度の半導
体レーザーの波長変換素子としての使用が可能である。
本発明の化合物は、粉末、単結晶、溶液などの各種の態
様で、非線形光学材料として用いることができる。
様で、非線形光学材料として用いることができる。
（以下余白）
［実施例］
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
［実施例１］
ランカスター（ＬＡＮＣＡＳＴＥＲ）社製のｐ−アセト
アミドケイ皮酸の微粉末結晶に、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ−
（波長＝１．０６４μｍ、出力１０ｍＪ／パルス）を照
射すると、第２次高調波が発生（ＳＨＧ）Ｌ、入射光の
１／２の波長（５３２ｎｍ）の緑色光が観測できた。
アミドケイ皮酸の微粉末結晶に、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ−
（波長＝１．０６４μｍ、出力１０ｍＪ／パルス）を照
射すると、第２次高調波が発生（ＳＨＧ）Ｌ、入射光の
１／２の波長（５３２ｎｍ）の緑色光が観測できた。
また、そのＳＨＧ効率は、尿素と同程度であった。
この化合物の結晶は室温で安定であり、結晶性も良好で
、レーザー光による光損傷は全く見られなかった。
、レーザー光による光損傷は全く見られなかった。
以上の事実から、この化合物が優れた有機非線形光学材
料であることが確認された。
料であることが確認された。
本発明によれば、室温で安定かつ結晶性良好で、しかち
白色で透明性に優れ、カットオフ波長が短波長領域にあ
り、耐光損傷性に優れた有機非線形材料を提供すること
ができる。
白色で透明性に優れ、カットオフ波長が短波長領域にあ
り、耐光損傷性に優れた有機非線形材料を提供すること
ができる。
本発明の有機非線形光学材料は、半導体レーザーの波長
変換素子としての使用が可能であるなど実用上重要な意
義を有する。
変換素子としての使用が可能であるなど実用上重要な意
義を有する。
Claims (1)
- （１）下記式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 で表されるｐ−アセトアミドケイ皮酸から成ることを特
徴とする有機非線形光学材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8771790A JPH03287135A (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 有機非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8771790A JPH03287135A (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 有機非線形光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03287135A true JPH03287135A (ja) | 1991-12-17 |
Family
ID=13922658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8771790A Pending JPH03287135A (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 有機非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03287135A (ja) |
-
1990
- 1990-04-02 JP JP8771790A patent/JPH03287135A/ja active Pending
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