JPH0355529A - 新規な有機非線形光学材料およびそれを用いた光波長の変換方法 - Google Patents

新規な有機非線形光学材料およびそれを用いた光波長の変換方法

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JPH0355529A
JPH0355529A JP19162789A JP19162789A JPH0355529A JP H0355529 A JPH0355529 A JP H0355529A JP 19162789 A JP19162789 A JP 19162789A JP 19162789 A JP19162789 A JP 19162789A JP H0355529 A JPH0355529 A JP H0355529A
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正樹 岡崎
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(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) 本発明は波長変換素子等の非線形光学効果を利用する各
種素子に用いるに適した非線形光学材料に関する。また
、非線形光学材料を用いた光波長の変換方法に関する。
(従来の技術) 近年、非線形光学効果一レーザー光のような強い光電界
を与えたときに表われる、分極と電界との間の非線形性
一を有した材料が注目を集めている。
かかる材料は、一般に非線形光学材料として知られてお
り、例えば次のものなどに詳しく記載されている。“N
onliner Optical Propertie
s ofOrganic and Polymeric
 Material” ACS SYMPOSIUMS
ER[ES  2 3 3  David J.Wil
Hams編(AmericanChemical So
ciety, 1 9 8 3年刊)、「有機非線形光
学材料」加藤正雄、中西八郎監修(シー・エム・シー社
、1985年刊)。
非線形光学材料の用途の1つに、2次の非線形効果に基
づいた第2高調波発生(SHG)および和周波、差周波
を用いた波長変換デバイスがある。
これまで実用上用いられているものは、ニオブ酸リチウ
ムに代表される無機質のべロブス力イト類である。しか
し近年になり、電子供与基および電子吸引基を有するπ
電子共役系有機化合物は前述の無機質を大きく上回る、
非線形光学材料としての諸性能を有していることが知ら
れるようになった。
従って、この材料に用いるべき非線形光学応答を示す有
機化合物としては、まず分子状態での非線形感受率が高
いもの程望ましい。このような性質の発現にはπ電子共
役鎖の長い化合物が有用であることが知られており、前
述の文献にも種々記載されているが、それらの化合物に
おいては自明の如く吸収極大波長が長波長化し、例えば
青色光の透過率の低下を招き、第2高調波としての青色
光の発生に障害となる。このことは、p−ニトロアニリ
ン誘導体においても生じており、第2高調波発生の効率
にその波長の透過率の影響が大きいことは、Alain
 Azema他著、Proceedings of S
PIB,400巻、New Optieal Mate
rials. ( 1 9 8 3 )186頁第4図
より明らかである。
従って青色光に対する透過率の高い非線形光学材料の出
現が望まれている。従来、ニトロアニリンのベンゼン核
の炭素原子を窒素原子などで置き換えることが検討され
て来たが必ずしも満足のいく結果は得られていない。
(発明が解決しようとする課題) 従って本発明の第一の目的は、高い非線形応答性を示し
、且つ青色光透過性に優れた有機非線形光学材料を提供
することにある。第二の目的は非線形応答性のうち光波
長の変換に関する応答性を利用した方法を提供すること
にある。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、下記一般式(I
)で表わされる化合物を有機非線形光学応答性化合物と
して用いることにより、本発明の目的が達成可能なこと
を見出した。
一般式(I) D (式中、Rは水素原子、もしくは、電子吸引性基を表わ
す。Aは電子吸引性基を表わす。Dは電子供与性基を表
わす。) Rで表わされる基は、水素原子、もしくは電子吸引性基
であるが、電子吸引性基としてはニトロ基、シアン基な
どが挙げられる。
Aで表わされる基は電子吸引性基であるが、電子吸引性
基としてはフェニル基、4−ニトロフェニル基、4−シ
アノフェニル基、4−ビリジル基、クロロ基、ブロモ基
などが挙げられる。
Dで表わされる基は、電子供与性基であるが、電子供与
性基としては、アルコキシ基、アリール基、アリールオ
キシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルア
ミノ基、アリールアミノ基などが挙げられ、アルコキシ
基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロボキシ基が
挙げられる。
アリール基としては、トリル基、4−メトキシフエニル
基、4−アミノフエニル基、4−メチルチオフエニル基
などが挙げられる。
アルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基
、プロビル千オ基が挙げられる。
アリールオキシ基としては、フエノキシ基、4一メトキ
シフェノキシ基、4−アミノフエノキシ基、4−メチル
チオフェノキシ基が挙げられる。
アリールチオ基としてはフェニルチオ基、トリルチオ基
、4−メトキシフエニルチオ基、4−アミノフェニルチ
オ基、4−メチルチオフエニルチオ基などが挙げられる
アルキルアミノ基としては、メチルアミノ基、ジメチル
アミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基などが挙
げられる。
アリールアミノ基としては、フェニルアミノ基、トリル
アミノ基、4−メトキシフェニルアミノ基、4−アミノ
フェニルアミノ基、4−メチルチオフェニルアミノ基が
挙げられる。
なお上述の電子吸引性基とは置換基定数σ,′が正の置
換基を指し、電子供与性基とは、置換基定数σ,。が負
の置換基を指す。
上述の置換基定数は、構造活性相関懇話会編「化学の領
域」増刊122号の「薬物の構造活性相関一ドラックデ
ザインと作用機作研究への指針」95〜1l1頁 南江
堂社刊やコルビン・ハンシュ(Corwin−Hans
ch) Nアルバート●レオ(Albert・Leo)
著、「サブスティチューアント●コンスタンツ●フォー
・コーリレーション・アナリシス・イン・ケミストリー
●アンド●バイオロジー」(Substituent 
Constants for Correlation
Analysis in Chemistry and
 Biotogy) 6 9 〜1 6l頁 ジョン●
ワイリー●アンド●サンズ(JohnWiley an
d Sons)社刊に示された値を表わす。
以下に本発明に用いられる化合物の具体例を示すが、本
発明は、これらのみに限られるものではない。
化合物1 化合物3 化合物2 SCH. 化合物4 OCH. 化合物5 化合物6 化合物7 化合物8 SCHs 化合物9 化合物10 化合物1 l 化合物l2 SCI{! 化合物13 化合物l5 化合物l4 化合物16 化合物17 化合物l8 化合物19 化合物20 OCR3 SCHa 化合物2 l Br 本発明の化合物は、フタラジン類の一般的合成法(例え
ばアール・エヌ・カストル(R.N.Castle)編
へテロサイクリックコンパウンズ、ボリューム27、チ
ャプタ−2、ジョン●ワイリー・アンドサンズ(Het
erocyclic Compounds.Vol.2
7 、Chap.2 .John Wiley and
 Sons)  l 9 7 3 )に従って合成する
ことができる。
後述の実施例より明らかなように、本発明の非線形光学
材料は、レーザー光の光波長変換用の材料として特に有
用なものである。しかしながら本発明の非線形光学の用
途は波長変換素子にかぎられるものではなく、非線形光
学効果を利用するものであればいかなる素子にも使用可
能である。本発明の非線形光学材料が用いられうる素子
の具体例として、波長変換素子以外に、光双安定素子(
光記憶素子、光パルス波形制御素子、光リミター、微分
増幅素子、光トランジスター、A/D変換素子、光論理
素子、光マルチバイブレーター光フリップフロップ回路
等)、光変調素子および位相共役光学素子等が挙げられ
る。
本発明の化合物は、例えば粉末の形、宿主格子(ポリマ
ー、包接化合物、固溶体、液晶)中の分子の包有物の形
、支持体上に沈積した薄層の形(ラングミーア・プロジ
ェット膜など)、単結晶の形、溶液の形等、種々の形で
非線形光学材料として用いることができる。
また本発明の化合物をペンダントの形でポリマー、ポリ
ジアセチレンなどに結合させて用いることもできる。
これらの方法について詳しくは前述のD. J.Wi 
I I iams編の著作などに記載されている。
(実施例) 次に、本発明を実施例に基づいて詳しく説明する。
実施例 第2高調波発生の測定をエス・ケー・クルッ(S,K.
KurtZ)、ティー・ティー・ペリー(T. T. 
Perry)著、ジャーナル オブ アプライド フィ
ジックス(J.Appl.Phys.) 3 9巻、3
798頁(1968年刊)中に記載されている方法に準
じて、本発明の化合物の粉末に対して行った。
第1図に示した装置により測定を行った。
すなわち、測定は、パルスYAGレーザー光(λ=1.
064μm,ビーム径′.t1uoφ、ピークパワーs
 1 0 Mw/crl)を基本波に用い、第l図に示
す評価装置にて、その第2高調波の強度を測定した。測
定は、尿素の第2高調波の強度との相対比較で行った。
また強度が弱い場合には目視による観測を行った。特に
、基本波の2光子吸収による発光(おもに黄、赤の発光
)と第2高調波とを区別するために、分光器を入れ、第
2高調波のみを測定する様にした。さらに粉末法の測定
は、その物質の非線形性の有無を判断することが主目的
であり、その強度比は比線形性の大きさの、参考値であ
る。
結果を表1に示した。
表1 1〉 4 X 1 0−’mo1/i!のエタノール溶液にお
いて、95%の透過率を示す波長。
NO! (発明の効果) これら粉末法により、SHG活性を示した化合物は下記
に示す方法により、波長変換素子としての使用が可能で
ある。
l.ファイバーのコア部分に上記化合物を単結晶化し、
クラッド材料としてガラスを用いた波長変換素子を作戊
し、YAGレーザー光を入力しその第二高調波の発生が
可能である。さらに、他の方法として同様にして、導波
路型の波長変換素子を作或し、第二高調波の発生が可能
である。この時の位相整合方法には、チェレンコフ放射
方式を用いた。ただし、これらに限定されるだけでなく
、導波一導波の位相整合も可能である。波長変換波は第
二高調波に限定されるでけでなく、第三高調波、和およ
び差周波発生にも用いられる。
2.次に上記化合物を単結晶化し、そこからバルクの単
結晶を切り出し、YAGレーザー光を入力しその第二高
調波の発生が可能である。この時の位相整合方法には角
度位相整合を用いた。これらの、バルク単結晶はレーザ
ーのキャビティ外で用いられるだけでなく、LD励起固
体レーザー等の固体レーザーのキャビティ内で用いる事
で、波長変換効率を高めることが出来る。さらには、外
部共振器型のLDの共振器内に配置することでも、波長
変換効率を高めることが出来る。
以上の単結晶化には、ブリッジマン法、溶媒蒸発法等が
用いられる。
波長変換波は第二高調波に限定されるだけでなく、第三
高調波、和差周波発生にも用いられる。
【図面の簡単な説明】
第1図に粉末法の測定装置を示すが、図中の番号は下記
を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記の一般式( I )で表わされる化合物から成
    る非線形光学材料。 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは水素原子、もしくは、電子吸引性基を表わ
    す。Aは電子吸引性基を表わす。Dは電子供与性基を表
    わす。)
  2. (2)レーザー光と非線形光学材料とを用いて光波長の
    変換を行う際に、非線形光学材料として請求項(1)記
    載の有機非線形光学材料を用いる光波長の変換方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5716956A (en) * 1995-06-07 1998-02-10 Bearsden Bearsden Bio, Inc. Dihydrophthalazine antagonists of excitatory amino acid receptors

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02262627A (ja) * 1988-12-08 1990-10-25 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 有機非線形光学素子

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