JPH04314034A - Waveguide type wavelength conversion element and production thereof - Google Patents

Waveguide type wavelength conversion element and production thereof

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JPH04314034A
JPH04314034A JP7980091A JP7980091A JPH04314034A JP H04314034 A JPH04314034 A JP H04314034A JP 7980091 A JP7980091 A JP 7980091A JP 7980091 A JP7980091 A JP 7980091A JP H04314034 A JPH04314034 A JP H04314034A
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JP
Japan
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nitrophenyl
azo
phenyl
nitrostilbene
amino
Prior art date
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Pending
Application number
JP7980091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Nonaka
毅 野中
Takehito Kobayashi
勇仁 小林
Toshifumi Hosoya
俊史 細谷
Hiroo Matsuda
松田 裕男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は光導波路材料として非線
形の有機材料を用いた導波路型波長変換素子及びその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide type wavelength conversion element using a nonlinear organic material as an optical waveguide material and a method for manufacturing the same.

【0002】0002

【従来の技術】現在非線形材料を用いた波長変換素子に
ついて各方面で研究が盛んであり、将来、光ディスク、
光集積回路、光コンピューター等の製品に搭載されるで
あろうと期待されている。非線形光学現象とは、物質に
あたる光波が非常に強くなり(例えばレーザー光)、電
界が大きくなると物質の分極と電界との関係から次の(
1)式で示されるように、   P=χ(1) E+χ(2) EE+χ(3) E
EE+・・・      (1)〔但し、Pは分極率、
Eは電界、χ(n(n=1,2,3・・・)は非線形感
受率である〕電界Eの2次以上の成分を無視できなくな
り、通常の光学現象における分極と電界との関係を表す
下記(2)式 P=χ(1) E          (2)とは異な
ってくることを意味する。このように非線形光学現象は
2次以上の項によって生ずるものであり、第2次項の効
果の利用としては、第2高調波発生(SHG)の応用が
代表的なものである。また、このような非線形光学効果
を有する材料は非線形材料と呼ばれる。従来、この種の
材料としてはKH2 PO4 (KDP),NH4 H
2 PO4 (ADP),LiNbO3 等の中心対称
性のない無機結晶が用いられてきた。また、最近、有機
結晶にもLiNbO3 等に比較して大きな非線形性を
有する化合物が発見されている。代表的なものとしては
2−メチル−4−ニトロアニリン(MNA)、メタ−ニ
トロ−アニリン(m−NA)、ウレア等がある。
[Prior Art] Currently, research is active in various fields on wavelength conversion elements using nonlinear materials, and in the future optical discs,
It is expected that it will be installed in products such as optical integrated circuits and optical computers. A nonlinear optical phenomenon is that when a light wave hitting a material becomes extremely strong (e.g., laser light) and the electric field becomes large, the following (
As shown in formula 1), P=χ(1) E+χ(2) EE+χ(3) E
EE+... (1) [However, P is polarizability,
E is the electric field, χ (n (n = 1, 2, 3...) is the nonlinear susceptibility) It is no longer possible to ignore the second-order or higher-order components of the electric field E, and the relationship between polarization and electric field in ordinary optical phenomena This means that it is different from the following equation (2), which expresses A typical example of its use is the application of second harmonic generation (SHG). Also, materials that have such a nonlinear optical effect are called nonlinear materials. Conventionally, this type of material is KH2PO4. (KDP), NH4H
Inorganic crystals without central symmetry, such as 2PO4 (ADP) and LiNbO3, have been used. Furthermore, recently, compounds have been discovered in organic crystals that have greater nonlinearity than LiNbO3 and the like. Typical examples include 2-methyl-4-nitroaniline (MNA), meta-nitro-aniline (m-NA), and urea.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】一般に、非線形光学現
象については物質にあてる光波のエネルギー密度が大き
いことが必要であり、光波のエネルギー密度を高めるの
一つの手段として、非線形光学素子を導波膜化すること
は非常に重要である。しかし、一般にこの種の材料は先
にも挙げたように結晶であり、導波膜化して導波型の非
線形光学素子を作製することは困難である。無機結晶の
場合は、LiNbO3 等で導波膜化、三次元導波路化
に成功しているが、この加工工程は複雑であり、素子が
非常に高価なものになる欠点があった。本発明の目的は
、これらの欠点を除去した導波路型波長変換素子及びそ
の製造方法を提供することである。
[Problems to be Solved by the Invention] Generally, for nonlinear optical phenomena, it is necessary that the energy density of the light waves applied to the material is high, and as one means of increasing the energy density of the light waves, nonlinear optical elements are used as waveguide films. It is very important to However, as mentioned above, this type of material is generally a crystal, and it is difficult to form a waveguide film into a waveguide type nonlinear optical element. In the case of inorganic crystals, it has been successfully made into waveguide films and three-dimensional waveguides using LiNbO3, etc., but this processing process is complicated and the device becomes very expensive. An object of the present invention is to provide a waveguide type wavelength conversion element and a manufacturing method thereof that eliminate these drawbacks.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
対決するために鋭意検討、研究を重ねた結果、側鎖組み
込み型非線形材料をコアに用いており、クラッドに光硬
化型高分子材料を用いた導波路により、変換効率が高く
、なおかつ経時的に変換効率が低下しない導波路型波長
変換素子を実現することに成功した。すなわち、本発明
は有機高分子化合物中に非線形材料を添加したものを、
加熱しながら配向することにより該非線形材料を該有機
高分子化合物に組み込みコア材料を得ることを特徴とす
る導波路型波長変換素子の製造方法及びコアが有機高分
子化合物中に非線形材料を添加し、加熱及び配向しなが
ら非線形材料を有機高分子化合物に組み込んだ材料から
成ることを特徴とする導波路型波長変換素子を提供する
ものである。本発明の導波型波長変換素子は、上記コア
と光硬化型の有機高分子化合物から成るクラッドからな
るものであってもよい。
[Means for Solving the Problems] As a result of intensive study and research in order to solve the above problems, the present inventors have used a side chain-embedded nonlinear material in the core, and a photocurable polymer in the cladding. By using a waveguide made of this material, we succeeded in creating a waveguide-type wavelength conversion element that has high conversion efficiency and does not decrease in conversion efficiency over time. That is, the present invention uses an organic polymer compound containing a nonlinear material,
A method for producing a waveguide type wavelength conversion element, characterized in that the nonlinear material is incorporated into the organic polymer compound to obtain a core material by orienting it while heating, and the core is characterized in that the nonlinear material is added to the organic polymer compound. The present invention provides a waveguide type wavelength conversion element characterized by being made of a material in which a nonlinear material is incorporated into an organic polymer compound while being heated and oriented. The waveguide type wavelength conversion element of the present invention may be composed of the above-mentioned core and a cladding made of a photocurable organic polymer compound.

【0005】本発明は、■有機高分子中に非線形材料を
ドープし、加熱と同時に配向させながら非線形材料を有
機高分子に組み込み、コア材料を得ること、■クラッド
として、光硬化型の有機高分子化合物を用いること、を
特徴としている。
The present invention involves (1) doping a nonlinear material into an organic polymer and incorporating the nonlinear material into the organic polymer while simultaneously heating and orienting it to obtain a core material; (2) using a photocurable organic polymer as a cladding; It is characterized by the use of molecular compounds.

【0006】[0006]

【作用】以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する
。図1は本発明による薄膜状の導波路型波長変換素子製
造の一例を工程順に示すものである。インジウム−スズ
−オキサイド(以下、ITOと略す)蒸着基板1の上に
、クラッドを形成するための光硬化型有機高分子材料(
光硬化型クラッド材)21を設け、これに紫外線を照射
する〔図1中の(a) 工程〕。次に更に光硬化型クラ
ッド材22を設けフォトマスク3で導波部分以外の部分
をマスクして紫外線照射することで、導波部分以外のク
ラッドを作製する〔同(b) 工程〕。続いて、導波部
分の未硬化樹脂を溶剤で洗い落とすことにより、導波部
分に相当する凹部を形成する(同(c) 工程〕。非線
形材料含有の高分子材料4を導波部分にコーティングす
る〔同(d) 工程〕。続いて非線形材料4とクラッド
22の上部に、光硬化型クラッド材23を設け、紫外線
照射によりクラッドを作製する〔同(e)工程〕。クラ
ッドの上部にITO蒸着板1をセットする(同(f)工
程〕。加熱及び電圧印加することにより、導波部分の非
線形材料と高分子材料を配向させながら反応させ、高分
子材料の側鎖として非線形材料が化学結合により組み込
まれた側鎖組み込み型非線形高分子材料からなる導波路
にする〔同(g)工程〕。図1では、対向電極を用いた
配向手法を示したが、配向手法はこれに限定されるもの
ではない。例えば本発明の別の実施態様として図2に示
すように、図1の方法の(d)工程の状態で棒状電極6
もしくは針状電極(図示せず)を用いることにより、い
わゆるコロンナ−ポーリング手法を用い配向してもよい
[Operation] The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of manufacturing a thin film waveguide type wavelength conversion element according to the present invention in the order of steps. A photo-curable organic polymer material (hereinafter referred to as ITO) for forming a cladding is placed on an indium-tin-oxide (hereinafter abbreviated as ITO) evaporation substrate 1.
A photocurable cladding material) 21 is provided, and it is irradiated with ultraviolet light [step (a) in FIG. 1]. Next, a photocurable cladding material 22 is further provided, and the portions other than the waveguide portion are masked with a photomask 3, and the portions other than the waveguide portion are irradiated with ultraviolet rays, thereby producing the cladding other than the waveguide portion [step (b) in the same example]. Next, by washing off the uncured resin on the waveguide portion with a solvent, a recess corresponding to the waveguide portion is formed (step (c)). The waveguide portion is coated with a polymeric material 4 containing a nonlinear material. [Step (d) of the same]. Next, a photocurable cladding material 23 is provided on the top of the nonlinear material 4 and the cladding 22, and the cladding is produced by irradiation with ultraviolet rays [Step (e) of the same]. ITO is vapor-deposited on the top of the cladding. Set plate 1 (step (f)). By applying heat and voltage, the nonlinear material of the waveguide portion and the polymeric material are reacted while being oriented, and the nonlinear material forms a chemical bond as a side chain of the polymeric material. A waveguide is made of a side chain-incorporated nonlinear polymer material [step (g)]. Figure 1 shows an alignment method using opposing electrodes, but the alignment method is limited to this. For example, as shown in FIG. 2 as another embodiment of the present invention, the rod-shaped electrode 6 is
Alternatively, the alignment may be performed using a so-called colon-poling technique by using a needle electrode (not shown).

【0007】本発明に用いる光硬化型クラッド材として
は、屈折率の低いものが望ましく、例えばシリコーン(
メタ)アクリレート、フッ化(メタ)アクリレート、ラ
ダー型シリコーン化等を挙げることができる。
The photocurable cladding material used in the present invention is preferably one with a low refractive index, such as silicone (
Examples include meth)acrylate, fluorinated (meth)acrylate, and ladder-type siliconization.

【0008】本発明の導波部分の非線形材料を構成する
ためのホスト材単量体としては、重合体成分分子中にビ
ニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基
等の重合性不飽和結合及び非線形材料(ゲスト材)と反
応する官能基(例えばエポキシ基、イソシアネート基等
)を有するものが望ましく、例えば以下の化合物を挙げ
ることができる。 化合物(イ)
The host material monomers for constituting the nonlinear material of the waveguide portion of the present invention include polymerizable unsaturated bonds such as vinyl groups, acryloyl groups, methacryloyl groups, allyl groups, etc. in the polymer component molecules. It is desirable to have a functional group (for example, an epoxy group, an isocyanate group, etc.) that reacts with the nonlinear material (guest material), and examples thereof include the following compounds. Compound (a)

【化1】 化合物(ロ)[Chemical formula 1] Compound (b)

【化2】 化合物(ハ)[Case 2] Compound (c)

【化3】 化合物(ニ)[Chemical formula 3] Compound (d)

【化4】 化合物(ホ)[C4] compound (e)

【化5】 化合物(ヘ)[C5] compound (f)

【化6】 化合物(ト)[C6] compound (g)

【化7】 化合物(チ)[C7] Compound (chi)

【化8】 化合物(リ)[Chemical formula 8] compound (li)

【化9】 化合物(ヌ)[Chemical formula 9] Compound (nu)

【化10】 化合物(ル)[Chemical formula 10] compound (le)

【化11】 化合物(ヲ)[Chemical formula 11] Compound (wo)

【化12】 本発明の該ホスト材として上記の単量体の他に、アクリ
ル酸、メタクリル酸などの重合性二重結合を持つ単量体
を併用することも可能である。
embedded image In addition to the above-mentioned monomers, monomers having polymerizable double bonds such as acrylic acid and methacrylic acid can also be used as the host material of the present invention.

【0009】本発明に用いるゲスト材の非線形光学効果
を有する有機材料としては、エポキシ基及び/またはイ
ソシアネート基と化学結合するものが望ましく、以下の
ものを挙げることができる。 ・4−ヒドロキシメチル(メチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン(化合物(ワ) という) ・4−ヒドロキシエチル(メチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン ・4−ヒドロキシプロピル(メチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシブチル(メチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン ・4−ヒドロキシペンチル(メチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシヘキシル(メチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシメチル(エチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン(化合物(カ) という) ・4−ヒドロキシエチル(エチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン ・4−ヒドロキシプロピル(エチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシブチル(エチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン ・4−ヒドロキシペンチル(エチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシヘキシル(エチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシメチル(プロピル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシエチル(プロピル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシプロピル(プロピル)アミノ−4′−
ニトロスチルベン ・4−ヒドロキシブチル(プロピル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシペンチル(プロピル)アミノ−4′−
ニトロスチルベン ・4−ヒドロキシヘキシル(プロピル)アミノ−4′−
ニトロスチルベン ・4−ヒドロキシメチル(ブチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン ・4−ヒドロキシエチル(ブチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン ・4−ヒドロキシプロピル(ブチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシブチル(ブチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン ・4−ヒドロキシペンチル(ブチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシヘキシル(ブチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシメチル(ペンチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシエチル(ペンチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシプロピル(ペンチル)アミノ−4′−
ニトロスチルベン ・4−ヒドロキシブチル(ペンチル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシペンチル(ペンチル)アミノ−4′−
ニトロスチルベン ・4−ヒドロキシヘキシル(ペンチル)アミノ−4′−
ニトロスチルベン ・4−ヒドロキシメチル(ヘキシル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシエチル(ヘキシル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシプロピル(ヘキシル)アミノ−4′−
ニトロスチルベン ・4−ヒドロキシブチル(ヘキシル)アミノ−4′−ニ
トロスチルベン ・4−ヒドロキシペンチル(ヘキシル)アミノ−4′−
ニトロスチルベン ・4−ヒドロキシヘキシル(ヘキシル)アミノ−4′−
ニトロスチルベン ・2−〔エチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノエタノール(red1と略称する、化
合物 (ヨ)) ・2−〔メチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノエタノール(化合物 (タ)という)
・2−〔プロピル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ
〕フェニル〕アミノエタノール ・2−〔ブチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノエタノール ・2−〔ペンチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ
〕フェニル〕アミノエタノール ・2−〔ヘキシル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ
〕フェニル〕アミノエタノール ・2−〔エチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノメタノール ・2−〔エチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノプロパノール ・2−〔エチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノブタノール ・2−〔エチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノペンタノール ・2−〔エチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノヘキサノール ・2−〔(4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノメタノール ・2−〔(4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノプロパノール ・2−〔(4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノブタノール ・2−〔(4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノペンタノール ・2−〔(4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノヘキサノール ・2−〔メチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノメタノール ・2−〔メチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノプロパノール ・2−〔メチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノブタノール ・2−〔メチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノペンタノール ・2−〔メチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノヘキサノール ・2−〔プロピル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノメタノール ・2−〔プロピル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノプロパノール ・2−〔プロピル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノブタノール ・2−〔プロピル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノペンタノール ・2−〔プロピル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノヘキサノール ・2−〔ブチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノメタノール ・2−〔ブチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノプロパノール ・2−〔ブチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノブタノール ・2−〔ブチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノペンタノール ・2−〔ブチル〔4−〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕
フェニル〕アミノヘキサノール ・2−〔ペンチル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノメタノール ・2−〔ペンチル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノプロパノール ・2−〔ペンチル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノブタノール ・2−〔ペンチル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノペンタノール ・2−〔ペンチル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノヘキサノール ・2−〔ヘキシル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノメタノール ・2−〔ヘキシル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノプロパノール ・2−〔ヘキシル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノブタノール ・2−〔ヘキシル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノペンタノール ・2−〔ヘキシル 4−  (4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノヘキサノール等である。
[0009] As the guest material used in the present invention, an organic material having a nonlinear optical effect is preferably one that chemically bonds with an epoxy group and/or an isocyanate group, and the following may be mentioned.・4-hydroxymethyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene (referred to as compound (wa)) ・4-hydroxyethyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene ・4-hydroxypropyl(methyl)amino-4'- Nitrostilbene/4-hydroxybutyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxypentyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxyhexyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene/4- Hydroxymethyl(ethyl)amino-4'-nitrostilbene (referred to as compound (ka)) 4-hydroxyethyl(ethyl)amino-4'-nitrostilbene 4-hydroxypropyl(ethyl)amino-4'-nitrostilbene 4-hydroxybutyl(ethyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypentyl(ethyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxyhexyl(ethyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxymethyl( Propyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxyethyl(propyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypropyl(propyl)amino-4'-
Nitrostilbene/4-hydroxybutyl(propyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxypentyl(propyl)amino-4'-
Nitrostilbene 4-hydroxyhexyl(propyl)amino-4'-
Nitrostilbene/4-hydroxymethyl(butyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxyethyl(butyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxypropyl(butyl)amino-4'-nitrostilbene/4- Hydroxybutyl (butyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypentyl (butyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxyhexyl (butyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxymethyl (pentyl) Amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxyethyl(pentyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxypropyl(pentyl)amino-4'-
Nitrostilbene/4-hydroxybutyl(pentyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxypentyl(pentyl)amino-4'-
Nitrostilbene 4-hydroxyhexyl(pentyl)amino-4'-
Nitrostilbene/4-hydroxymethyl(hexyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxyethyl(hexyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxypropyl(hexyl)amino-4'-
Nitrostilbene/4-hydroxybutyl(hexyl)amino-4'-nitrostilbene/4-hydroxypentyl(hexyl)amino-4'-
Nitrostilbene 4-hydroxyhexyl(hexyl)amino-4'-
Nitrostilbene 2-[ethyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
phenyl]aminoethanol (abbreviated as red1, compound (yo)) ・2-[methyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
phenyl]aminoethanol (referred to as compound (ta))
・2-[Propyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminoethanol ・2-[Butyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminoethanol, 2-[pentyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminoethanol, 2-[hexyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminoethanol, 2-[ Ethyl [4-[(4-nitrophenyl)azo]
phenyl]aminomethanol・2-[ethyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminopropanol・2-[ethyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminobutanol・2-[ethyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminopentanol・2-[ethyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminohexanol 2-[(4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminomethanol 2-[(4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminopropanol 2-[(4 -[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminobutanol, 2-[(4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminopentanol, 2-[(4-[(4-nitrophenyl)azo) [Phenyl]aminohexanol・2-[methyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
phenyl]aminomethanol・2-[methyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminopropanol・2-[methyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminobutanol・2-[methyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminopentanol・2-[methyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminohexanol, 2-[propyl 4- (4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminomethanol, 2-[propyl 4- (4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminopropanol, 2-[propyl 4- ( 4-Nitrophenyl)azo]phenyl]aminobutanol/2-[propyl 4-(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminopentanol/2-[propyl 4-(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminohexanol・2-[Butyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
phenyl]aminomethanol・2-[butyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminopropanol・2-[butyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminobutanol・2-[butyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminopentanol・2-[butyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]
Phenyl]aminohexanol, 2-[pentyl 4- (4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminomethanol, 2-[pentyl 4- (4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminopropanol, 2-[pentyl 4- ( 4-Nitrophenyl)azo]phenyl]aminobutanol/2-[pentyl 4-(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminopentanol/2-[pentyl 4-(4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminohexanol・2-[hexyl 4- (4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminomethanol ・2-[hexyl 4- (4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminopropanol ・2-[hexyl 4- (4-nitrophenyl) ) azo]phenyl]aminobutanol, 2-[hexyl 4- (4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminopentanol, 2-[hexyl 4- (4-nitrophenyl)azo]phenyl]aminohexanol, and the like.

【0010】本発明の導波路型波長変換素子は、その形
状、使用されている材料、製造方法の特徴から次のよう
な利点を有する。 ■導波路型であるため、ファイバ型よりも膜厚を制御し
やすい。 ■電場配向手法により配向させるため、非線形材料の結
晶性にとらわれることなく配向させることができる。 ■非線形材料を配向させながら高分子化合物の側鎖に組
み込む反応をさせるため、添加量を多くすることができ
るので、配向する分子の割合が多くなり、なおかつ組込
まれている(化学結合している)ので配向緩和を起こし
難い。従って、本発明の導波路型波長変換素子は優れた
変化効率を長時間維持することが可能である。
The waveguide type wavelength conversion element of the present invention has the following advantages due to its shape, materials used, and manufacturing method. ■Since it is a waveguide type, it is easier to control the film thickness than the fiber type. ■Because the orientation is performed using an electric field orientation method, it is possible to achieve orientation regardless of the crystallinity of the nonlinear material. ■Since the nonlinear material is oriented and incorporated into the side chains of the polymer compound, the amount added can be increased, increasing the proportion of molecules that are oriented and incorporated (chemically bonded). ), so orientation relaxation is difficult to occur. Therefore, the waveguide type wavelength conversion element of the present invention can maintain excellent conversion efficiency for a long time.

【0011】[0011]

【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。 実施例1 非線形硬化型クラッド材としてシリコーンアクリレート
樹脂を用いて、ITO蒸着ガラスの上にスピンコートし
、メタルハライドランプを用いた紫外光500mJ/c
m2 を照射して約10μmの厚みのクラッド層を形成
した。その上に更に同じ厚みのクラッド層を形成した後
、フォトマスクを用いてメタルハライドランプを用いた
紫外光500mJ/cm2 を照射することによりクラ
ッド部分を硬化させた後、導波部分の樹脂を洗い落とし
た。次に化合物(イ) と化合物(ワ) を溶媒に溶解
した非線形高分子材料をクラッドとの屈折率差△n=2
%となるように混合し、導波部分にディッピング法によ
り塗布し、乾燥した。その後、更にクラッド層を塗布し
メタルハライドランプを用いた紫外光500mJ/cm
2 照射して硬化することにより導波路を作製した。こ
の導波路の上部にITO蒸着ガラスをセットして、10
万V/cmの電圧を印加し、150℃に加熱しながら配
向させた。このとき非線形材料(ゲスト材)のホスト材
に対する溶解度は30重量%以上であった。
[Examples] The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but these are not intended to limit the scope of the present invention. Example 1 A silicone acrylate resin was used as a non-linear curable cladding material, spin-coated on ITO-deposited glass, and exposed to ultraviolet light of 500 mJ/c using a metal halide lamp.
m2 was irradiated to form a cladding layer with a thickness of about 10 μm. After forming a cladding layer of the same thickness on top of that, the cladding part was cured by irradiating 500 mJ/cm2 of ultraviolet light using a metal halide lamp using a photomask, and then the resin on the waveguide part was washed off. . Next, the refractive index difference △n=2 between the nonlinear polymer material with compound (a) and compound (wa) dissolved in a solvent and the cladding.
%, applied to the waveguide part by dipping method, and dried. After that, a cladding layer was further applied and ultraviolet light was applied at 500 mJ/cm using a metal halide lamp.
2 A waveguide was fabricated by irradiating and curing. ITO vapor-deposited glass was set on the top of this waveguide, and 10
A voltage of 10,000 V/cm was applied and the film was oriented while being heated to 150°C. At this time, the solubility of the nonlinear material (guest material) in the host material was 30% by weight or more.

【0012】以上で得られた導波路について、以下の方
法に従ってSHG(第二高調波発生)強度を測定した。 このときの変換効率(%)を下記の表1に示す。SHG
強度測定方法:高原はNd:YAGレーザーを用い、試
料より放射された光をモノクロメーターに通してSHG
光(0.532μm)のみの強度をホトマルで検出した
。用いたクラッド材料、非線形高分子材料(ホスト材及
びゲスト材)、SHG強度、変換効率、1ケ月後の変換
効率(初期値を100とする)を示す。
[0012] Regarding the waveguide obtained above, the SHG (second harmonic generation) intensity was measured according to the following method. The conversion efficiency (%) at this time is shown in Table 1 below. SHG
Intensity measurement method: Takagen uses a Nd:YAG laser and passes the light emitted from the sample through a monochromator to perform SHG
The intensity of only the light (0.532 μm) was detected using a photomultiplier. The cladding material used, nonlinear polymer material (host material and guest material), SHG strength, conversion efficiency, and conversion efficiency after one month (initial value is 100) are shown.

【0013】[0013]

【表1】[Table 1]

【0014】比較例1 実施例1と同様の導波路型波長変換素子において、ホス
ト材としてメタクリル酸メチルのポリマーを用い、ゲス
ト材として実施例1で用いた非線形材料〔化合物(ワ)
,(カ),(ヨ),(タ) 〕を用いて溶媒に溶解し、
ディッピング法によりコア部分を形成した。その後クラ
ッド部分を形成し、ホスト材のガラス転移点以上の温度
で電圧を印加し配向させた。その後、電圧を印加した状
態で降温させることにより導波路型波長変換素子を得た
。このとき、非線形材料(ゲスト材)のホスト材に対す
る溶解度は最大でも10重量%程度であり、変換効率は
悪く、経時的に低下することがあった。
Comparative Example 1 In a waveguide type wavelength conversion element similar to Example 1, a polymer of methyl methacrylate was used as the host material, and the nonlinear material [compound (wa) used in Example 1] was used as the guest material.
, (F), (Y), (T)] to dissolve in the solvent,
A core portion was formed by a dipping method. Thereafter, a cladding portion was formed, and a voltage was applied at a temperature higher than the glass transition point of the host material for orientation. Thereafter, a waveguide type wavelength conversion element was obtained by lowering the temperature while applying a voltage. At this time, the solubility of the nonlinear material (guest material) in the host material is about 10% by weight at most, and the conversion efficiency is poor and may decrease over time.

【0015】比較例2 比較例1のメタクリル酸メチルの代わりに2−エチルヘ
キシルアクリレートを用いて、比較例1と同様にディッ
ピング法によりコア部分を形成し、クラッド部を形成し
た後、ガラス転移点以上の温度で電圧を印加し、配向さ
せた。その後、電圧を印加した状態で降温させることに
より、導波路型波長変換素子を得た。このとき非線形材
料(ゲスト材)のホスト材に対する溶解度は最大でも1
0重量%程度であり、変換効率は悪く、経時的に低下す
ることがあった。
Comparative Example 2 Using 2-ethylhexyl acrylate instead of methyl methacrylate in Comparative Example 1, a core portion was formed by the dipping method in the same manner as in Comparative Example 1, and after forming a cladding portion, the temperature was increased to a temperature higher than the glass transition point. A voltage was applied at a temperature of Thereafter, a waveguide type wavelength conversion element was obtained by lowering the temperature while applying a voltage. At this time, the solubility of the nonlinear material (guest material) in the host material is at most 1
It was about 0% by weight, and the conversion efficiency was poor and sometimes decreased over time.

【0016】以上の比較例1及び比較例2のクラッド材
、ホスト材、ゲスト材、変換効率、1ケ月後の変換効率
(初期値を100とする)を下記表2にまとめて示す。
The cladding material, host material, guest material, conversion efficiency, and conversion efficiency after one month (initial value is 100) of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are summarized in Table 2 below.

【0017】[0017]

【表2】[Table 2]

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明の導波路型波長変換素子は非線形
材料を高分子化合物中にドープし、加熱・配向させなが
ら非線形材料を高分子化合物と反応させることにより側
鎖に組み込む方法でコアを作成するので、非線形材料(
ゲスト材)のコア中の含有量を増大できる。従って、大
きな変換効率を得ることが可能である。また、本発明素
子は変換効率の経時的変化も少ない。
Effects of the Invention The waveguide type wavelength conversion element of the present invention has a core formed by doping a nonlinear material into a polymer compound and incorporating it into a side chain by reacting the nonlinear material with the polymer compound while heating and orienting it. Since we create a nonlinear material (
The content of guest material) in the core can be increased. Therefore, it is possible to obtain high conversion efficiency. Furthermore, the device of the present invention has little change in conversion efficiency over time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の導波路型波長変換素子を、対向電極型
配向方法により製造する1実施態様を工程順に示した概
略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing, in order of steps, one embodiment of manufacturing a waveguide type wavelength conversion element of the present invention by a facing electrode type alignment method.

【図2】本発明の別の実施態様としてコロナポーリング
の手法を利用する例の概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of an example in which a corona polling technique is used as another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    ITO蒸着基板 21  光硬化型クラッド材 22  光硬化型クラッド材 23  光硬化型クラッド材 3    フォトマスク 4    非線形材料 5    電源 6    棒状電池 1 ITO vapor deposition substrate 21 Photo-curable cladding material 22 Photo-curable cladding material 23 Photo-curable cladding material 3 Photomask 4. Nonlinear materials 5 Power supply 6 Rod-shaped battery

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  有機高分子化合物中に非線形材料を添
加したものを、加熱しながら配向することにより該非線
形材料を該有機高分子化合物に組み込みコア材料を得る
ことを特徴とする導波路型波長変換素子の製造方法。
1. A waveguide type wavelength waveguide, characterized in that a core material is obtained by incorporating a nonlinear material into an organic polymer compound by orienting the mixture while heating the organic polymer compound. Method for manufacturing a conversion element.
【請求項2】  コアが有機高分子化合物中に非線形材
料を添加し、加熱及び配向しながら非線形材料を有機高
分子化合物に組み込んだ材料から成ることを特徴とする
導波路型波長変換素子。
2. A waveguide type wavelength conversion element characterized in that the core is made of a material in which a nonlinear material is added to an organic polymer compound and the nonlinear material is incorporated into the organic polymer compound while being heated and orientated.
【請求項3】  コアが有機高分子化合物中に非線形材
料を添加し、加熱及び配向しながら非線形材料を有機高
分子化合物に組み込んだ材料から成り、且つクラッドが
光硬化型の有機高分子化合物から成ることを特徴とする
請求項2記載の導波路型波長変換素子。
3. The core is made of a material in which a nonlinear material is added to an organic polymer compound and the nonlinear material is incorporated into the organic polymer compound while heating and orientation, and the cladding is made of a photocurable organic polymer compound. The waveguide type wavelength conversion element according to claim 2, characterized in that:
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