JPH034547B2 - - Google Patents
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- JPH034547B2 JPH034547B2 JP61192404A JP19240486A JPH034547B2 JP H034547 B2 JPH034547 B2 JP H034547B2 JP 61192404 A JP61192404 A JP 61192404A JP 19240486 A JP19240486 A JP 19240486A JP H034547 B2 JPH034547 B2 JP H034547B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- methyl
- hydroxyphenyl
- vinyl
- pyridinium
- shg
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上利用分野
本発明は、新規な非線形光学用有機材料、さら
に詳しくいえば、p―トルエンスルホン酸・1―
メチル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)
ビニル〕ピリジニウムからなる非線形光学用有機
材料に関するものである。
に詳しくいえば、p―トルエンスルホン酸・1―
メチル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)
ビニル〕ピリジニウムからなる非線形光学用有機
材料に関するものである。
従来の技術
非線形光学用材料は、レーザー発振装置等に光
波長変換素子や光シヤツター等として従来から広
く用いられている。
波長変換素子や光シヤツター等として従来から広
く用いられている。
近時、非線形光学用材料は、高速光スイツチン
グ素子、光論理ゲート及び光トランジスター等光
コンピユーター実現のために必要不可欠な素材と
して関係各方面の注目をあびており、新しい材料
の探究が活発に行われている。
グ素子、光論理ゲート及び光トランジスター等光
コンピユーター実現のために必要不可欠な素材と
して関係各方面の注目をあびており、新しい材料
の探究が活発に行われている。
これまで、非線形光学用材料としては、リン酸
二水素カリウム(KDP)、ニオブ酸リチウム
(LiNbO3)等の無機結晶が実用に供されており、
また、尿素、4―ニトロアニリン(pNA)、2―
メチル―4―ニトロアニリン(MNA)等の有機
結晶も知られている。
二水素カリウム(KDP)、ニオブ酸リチウム
(LiNbO3)等の無機結晶が実用に供されており、
また、尿素、4―ニトロアニリン(pNA)、2―
メチル―4―ニトロアニリン(MNA)等の有機
結晶も知られている。
アイイーイーイースペクトラム(IEEE
Spectrum)June(1981年)第26〜3,3頁の記
載によれば、一般に有機結晶は、無機結晶に比
べ、非線形光学効果が大きく、第二次高調波発生
(SHG)及び第三次高調波発生(THG)等の係
数が10〜100倍程度であり、光応答速度も1000倍
程度短いとされており、光損傷に対するしきい値
も大きいことが認められている。またSHGは、
偶数次の非線形光学効果の特徴として対称中心を
持つ単結晶では発見しないことが知られている。
Spectrum)June(1981年)第26〜3,3頁の記
載によれば、一般に有機結晶は、無機結晶に比
べ、非線形光学効果が大きく、第二次高調波発生
(SHG)及び第三次高調波発生(THG)等の係
数が10〜100倍程度であり、光応答速度も1000倍
程度短いとされており、光損傷に対するしきい値
も大きいことが認められている。またSHGは、
偶数次の非線形光学効果の特徴として対称中心を
持つ単結晶では発見しないことが知られている。
発明が解決しようとする課題
非線形光学用材料として要求される非線形光学
効果のうち特に、SHGは、変換の効率が高い等
の理由から波長変換のための基本技術とみなされ
ている。また、SHGが大きければ、二次の非線
形光学定数が大きいという観点から、非線形光学
用材料としてはSHGが大きいものが要求されて
いる。
効果のうち特に、SHGは、変換の効率が高い等
の理由から波長変換のための基本技術とみなされ
ている。また、SHGが大きければ、二次の非線
形光学定数が大きいという観点から、非線形光学
用材料としてはSHGが大きいものが要求されて
いる。
また、有機結晶は、前述した通り、一般に非線
形光学効果の大きいものであるが、室温で安定で
あることが要求される。
形光学効果の大きいものであるが、室温で安定で
あることが要求される。
従来、知られている有機結晶のうち、MNAは
対称中心を持たない結晶となるためSHG活性で
あり、その強度は尿素の22倍であるが、一方、大
きな単結晶が得られにくく、実用的ではないとい
う欠点がある。
対称中心を持たない結晶となるためSHG活性で
あり、その強度は尿素の22倍であるが、一方、大
きな単結晶が得られにくく、実用的ではないとい
う欠点がある。
また、尿素は、大きな単結晶が得られやすい
が、SHG性は低く、また性湿性に劣るという欠
点がある。
が、SHG性は低く、また性湿性に劣るという欠
点がある。
上述した通り、対称中心を持たない単結晶であ
ることによつてSHG活性が大きく、しかも、室
温で安定な有機結晶は、現在最も要求されている
ところである。
ることによつてSHG活性が大きく、しかも、室
温で安定な有機結晶は、現在最も要求されている
ところである。
一方、非線形光学用材料として実用に当たつて
は、できるだけ大きな単結晶であることが望ま
れ、大きな単結晶に成長させやすい非線形光学用
有機材料の開発が強く要望されている。
は、できるだけ大きな単結晶であることが望ま
れ、大きな単結晶に成長させやすい非線形光学用
有機材料の開発が強く要望されている。
課題を解決するための手段
本発明者らは、対称中心を持たない単結晶であ
ることによつてSHG活性が大きく、しかも、室
温で安定であり、また、必要により、大きな単結
晶に成長させやすい有機結晶を得るべく種々検討
を重ねた結果、本発明に到達したものである。
ることによつてSHG活性が大きく、しかも、室
温で安定であり、また、必要により、大きな単結
晶に成長させやすい有機結晶を得るべく種々検討
を重ねた結果、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、式
で表わされるp―トルエンスルホン酸・1―メチ
ル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニ
ル〕ピリジニウムからなる非線形光学用有機材料
を提供するものである。
ル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニ
ル〕ピリジニウムからなる非線形光学用有機材料
を提供するものである。
先ず、本発明において最も重要な点は、本発明
に係るp―トルエンスルホン酸・1―メチル―4
―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピ
リジニウムが対称中心を持たない単結晶であるこ
とによつて尿素の十数倍のSHG活性を示し、し
かも室温で安定な点である。
に係るp―トルエンスルホン酸・1―メチル―4
―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピ
リジニウムが対称中心を持たない単結晶であるこ
とによつて尿素の十数倍のSHG活性を示し、し
かも室温で安定な点である。
本発明に係るp―トルエンスルホン酸・1―メ
チル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビ
ニル〕ピリジニウムは、粉末状態でNd:YAGレ
ーザー(波長=1.064μm、出力30mJ/パルス)
の照射による測定で第二次高調波を発生(SHG)
し、入射光の1/2の波長(532nm)の緑色光を発
現する。
チル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビ
ニル〕ピリジニウムは、粉末状態でNd:YAGレ
ーザー(波長=1.064μm、出力30mJ/パルス)
の照射による測定で第二次高調波を発生(SHG)
し、入射光の1/2の波長(532nm)の緑色光を発
現する。
また、本発明に係るp―トルエンスルホン酸・
1―メチル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニ
ル)ビニル〕ピリジニウムは、mmオーダーの単結
晶に成長させることが可能である。
1―メチル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニ
ル)ビニル〕ピリジニウムは、mmオーダーの単結
晶に成長させることが可能である。
次に、本発明に係るp―トルエンスルホン酸・
1―メチル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニ
ル)ビニル〕ピリジニウムの製造方法について述
べる。
1―メチル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニ
ル)ビニル〕ピリジニウムの製造方法について述
べる。
本発明に係るp―トルエンスルホン酸・1―メ
チル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビ
ニル〕ピリジニウムは、先ず、γ―ピコリンとヨ
ウ化メチルからヨウ化1,4―ジメチルピリジニ
ウムを合成し、このヨウ化1,4―ジメチルピリ
ジニウムと対応するベンズアルデヒドである4―
ヒドロキシベンズアルデヒドとの脱水縮合反応に
よつて得られるヨウ化1―メチル―4―〔2―
(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピリジニウ
ムとp―トルエンスルホン酸銀とをそれぞれ反応
させ得ることができる。
チル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビ
ニル〕ピリジニウムは、先ず、γ―ピコリンとヨ
ウ化メチルからヨウ化1,4―ジメチルピリジニ
ウムを合成し、このヨウ化1,4―ジメチルピリ
ジニウムと対応するベンズアルデヒドである4―
ヒドロキシベンズアルデヒドとの脱水縮合反応に
よつて得られるヨウ化1―メチル―4―〔2―
(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピリジニウ
ムとp―トルエンスルホン酸銀とをそれぞれ反応
させ得ることができる。
本発明に係るp―トルエンスルホン酸・1―メ
チル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビ
ニル〕ピリジニウムは、スローエバポレーシヨン
法により、大きな単結晶に成長させることができ
る。大きな単結晶に成長させるに際して用いられ
る溶媒としては、エタノール、メタノール、水等
の溶解度の高い溶媒が用いられる。
チル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビ
ニル〕ピリジニウムは、スローエバポレーシヨン
法により、大きな単結晶に成長させることができ
る。大きな単結晶に成長させるに際して用いられ
る溶媒としては、エタノール、メタノール、水等
の溶解度の高い溶媒が用いられる。
実施例
次に、本発明を実施例により詳細に説明する。
なお、実施例におけるSHG活性は、尿素を基
準としてその倍率で示した。
準としてその倍率で示した。
実施例
(1) p―トルエンスルホン酸・1―メチル―4―
〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕
ピリジニウムの製造; γ―ピリコン9.3g(0.1mol)を100mlのメタノ
ールに入れ、ヨウ化メチル18.5g(0.13mol)を
加えて1日加熱還流する。その後、溶媒を半分程
度除去し、氷冷すると、ヨウ化1,4―ジメチル
ピリジニウムの結晶が21.4g得られた。
〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕
ピリジニウムの製造; γ―ピリコン9.3g(0.1mol)を100mlのメタノ
ールに入れ、ヨウ化メチル18.5g(0.13mol)を
加えて1日加熱還流する。その後、溶媒を半分程
度除去し、氷冷すると、ヨウ化1,4―ジメチル
ピリジニウムの結晶が21.4g得られた。
次に、ヨウ化1,4―ジメチルピリジニウム
11.75g(0.05mol)及び4―ヒドロキシベンズア
ルデヒド6.1g(0.05mol)を100mlのメタノーー
ルに入れ、ピペリジンを0.5ml加えて1日加熱還
流する。その後、溶媒を半分程度除去、氷冷し
て、得られた固体をメタノールで再結晶すること
により、ヨウ化1―メチル―4―〔2―(4―ヒ
ドロキシフエニル)ビニル〕ピリジニウムの結晶
が10.5g得られた。
11.75g(0.05mol)及び4―ヒドロキシベンズア
ルデヒド6.1g(0.05mol)を100mlのメタノーー
ルに入れ、ピペリジンを0.5ml加えて1日加熱還
流する。その後、溶媒を半分程度除去、氷冷し
て、得られた固体をメタノールで再結晶すること
により、ヨウ化1―メチル―4―〔2―(4―ヒ
ドロキシフエニル)ビニル〕ピリジニウムの結晶
が10.5g得られた。
このようにして得られたヨウ化1―メチル―4
―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピ
リジニウム678mg(2mmol)を水100mlに加熱し
て溶かし、そこにp―トルエンスルホン酸銀558
mg(2mmol)を水100mlに溶かしたものを加え
る。すぐにヨウ化銀の沈殿が生成するが、そのま
ま20分間加熱還流する。ヨウ化銀の沈殿をろ過
し、ろ液を濃縮した後得られる固体をエタノール
で再結晶すると、p―トルエンスルホン酸・1―
メチル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)
ビニル〕ピリジニウムが552mg得られた。このも
のの融点は247〜249℃であつた。
―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピ
リジニウム678mg(2mmol)を水100mlに加熱し
て溶かし、そこにp―トルエンスルホン酸銀558
mg(2mmol)を水100mlに溶かしたものを加え
る。すぐにヨウ化銀の沈殿が生成するが、そのま
ま20分間加熱還流する。ヨウ化銀の沈殿をろ過
し、ろ液を濃縮した後得られる固体をエタノール
で再結晶すると、p―トルエンスルホン酸・1―
メチル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)
ビニル〕ピリジニウムが552mg得られた。このも
のの融点は247〜249℃であつた。
元素分析値 C21H21NO4S
計算値:C65.78%、H2.63%、N3.65%
実測値:C65.99%、H2.75%、N3.48%
(2) 微結晶粉末のSHG活性;
次に、正方形の一片が2.5cm、厚さが3mmで、
中央部に直径4mmの穴が開いているホルダーの穴
の部分に、乳鉢ですりつぶして粉末状にしたp―
トルエンスルホン酸・1―メチル―4―〔2―
(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピリジニウ
ムをつめ、これに、Nd:YAGレーザー光(波長
=1.064μm、出力30mJ/パルス)を照射すると、
SHGに起因する532nmの緑色散乱光が発生した。
その強度を光電変換素子により測定すると尿素の
15倍程度であつた。
中央部に直径4mmの穴が開いているホルダーの穴
の部分に、乳鉢ですりつぶして粉末状にしたp―
トルエンスルホン酸・1―メチル―4―〔2―
(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピリジニウ
ムをつめ、これに、Nd:YAGレーザー光(波長
=1.064μm、出力30mJ/パルス)を照射すると、
SHGに起因する532nmの緑色散乱光が発生した。
その強度を光電変換素子により測定すると尿素の
15倍程度であつた。
(3) 微結晶粉末の単結晶化;
p―トルエンスルホン酸・1―メチル―4―
〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピリ
ジニウム100mgをメタノールに溶解し、飽和溶液
を作る。これを室温で静置して溶媒を徐々に蒸発
させることにより、数日間で1mm×1mm×3mm程
度の単結晶を得た。この結晶は長期に渡り安定で
あり、Nd:YAGレーザー光照射により、1/2
波長(532nm)のレーザー光が得られた。
〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビニル〕ピリ
ジニウム100mgをメタノールに溶解し、飽和溶液
を作る。これを室温で静置して溶媒を徐々に蒸発
させることにより、数日間で1mm×1mm×3mm程
度の単結晶を得た。この結晶は長期に渡り安定で
あり、Nd:YAGレーザー光照射により、1/2
波長(532nm)のレーザー光が得られた。
効 果
本発明に係るp―トルエンスルホン酸・1―メ
チル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビ
ニル〕ピリジニウムからなる非線形光学用有機材
料は、前出実施例に示した通り、SHGが尿素の
数倍から十数倍と大きく、しかも、室温で安定で
あり、また、前出参考例に示した通り、大きな単
結晶に成長させやすいものであり、従つて光波長
変換素子、光シヤツター、高速光スイツチング素
子及び光論理ゲート並びに光トランジスター等の
素材用の材料として好適である。
チル―4―〔2―(4―ヒドロキシフエニル)ビ
ニル〕ピリジニウムからなる非線形光学用有機材
料は、前出実施例に示した通り、SHGが尿素の
数倍から十数倍と大きく、しかも、室温で安定で
あり、また、前出参考例に示した通り、大きな単
結晶に成長させやすいものであり、従つて光波長
変換素子、光シヤツター、高速光スイツチング素
子及び光論理ゲート並びに光トランジスター等の
素材用の材料として好適である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 式 で表わされるp―トルエンスルホン酸・1―メチ
ル―4―〔2―(4−ヒドロキシフエニル)ビニ
ル〕ピリジニウムからなる非線形光学用有機材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19240486A JPS6348265A (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 非線形光学用有機材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19240486A JPS6348265A (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 非線形光学用有機材料 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11213390A Division JPH02297529A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 非線形光学用有機材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6348265A JPS6348265A (ja) | 1988-02-29 |
| JPH034547B2 true JPH034547B2 (ja) | 1991-01-23 |
Family
ID=16290753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19240486A Granted JPS6348265A (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 非線形光学用有機材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6348265A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62211622A (ja) * | 1986-03-12 | 1987-09-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 非線形光学装置 |
-
1986
- 1986-08-18 JP JP19240486A patent/JPS6348265A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6348265A (ja) | 1988-02-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |