JPH04345142A - 非線形光学材料 - Google Patents
非線形光学材料Info
- Publication number
- JPH04345142A JPH04345142A JP3118576A JP11857691A JPH04345142A JP H04345142 A JPH04345142 A JP H04345142A JP 3118576 A JP3118576 A JP 3118576A JP 11857691 A JP11857691 A JP 11857691A JP H04345142 A JPH04345142 A JP H04345142A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nonlinear optical
- optical material
- malononitrile
- electron
- wavelength region
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光変調や光波長変換を
行なうことができる非線形光学素子、特に有機材料を用
いた２次非線形光学素子などに有用な非線形光学材料に
関する。
行なうことができる非線形光学素子、特に有機材料を用
いた２次非線形光学素子などに有用な非線形光学材料に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より高エネルギーレーザー光の波長
変換やポッケルス効果による電気光学変調素子としてＫ
Ｈ２ ＰＯ４ などの無機非線形光学結晶が利用されて
きたが、近年有機化合物に非線形光学定数が大きいもの
があることが注目され、有機結晶や分子内電化移動型染
料を分散した高分子材料またはこれを側鎖に導入した高
分子材料などの非線形光学現象が研究されている。
変換やポッケルス効果による電気光学変調素子としてＫ
Ｈ２ ＰＯ４ などの無機非線形光学結晶が利用されて
きたが、近年有機化合物に非線形光学定数が大きいもの
があることが注目され、有機結晶や分子内電化移動型染
料を分散した高分子材料またはこれを側鎖に導入した高
分子材料などの非線形光学現象が研究されている。
【０００３】代表的な２次の非線形光学材料としての低
分子有機化合物としては、２−メチル−４−ニトロアニ
リン（略称ＭＮＡ）、３−ニトロアニリン（略称ｍＮＡ
）、メチル−（２，４−ジニトロフェニル）−アミノプ
ロパネート（略称ＭＡＰ）など種々のものが知られてい
る（「有機非線形光学材料」加藤政雄、中西八郎監修シ
ー・エム・シー社 １９８５年刊）。
分子有機化合物としては、２−メチル−４−ニトロアニ
リン（略称ＭＮＡ）、３−ニトロアニリン（略称ｍＮＡ
）、メチル−（２，４−ジニトロフェニル）−アミノプ
ロパネート（略称ＭＡＰ）など種々のものが知られてい
る（「有機非線形光学材料」加藤政雄、中西八郎監修シ
ー・エム・シー社 １９８５年刊）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これら非線形光学材料
である低分子有機化合物の多くは、電子供与性基と電子
受容性基を有するπ電子共役系有機化合物である。
である低分子有機化合物の多くは、電子供与性基と電子
受容性基を有するπ電子共役系有機化合物である。
【０００５】このようなπ電子共役系有機化合物であっ
て電子供与性基並びに電子受容性基の供与性並びに受容
性が強いものでは、２次の分子超分極率が高くはなるも
のの双極子モーメントが大きいために、結晶としてはそ
の双極子モーメントを打ち消し合うような反平行配列と
なって結晶化が起こり、２次の非線形光学効果が発現し
なくるという問題があった。さらにこのような化合物に
おいては吸収端の長波長化によって、長波長の光を吸収
するようになり、半導体レーザー波長の２次高調波波長
の光を十分透過できず、出力が低下するという問題や単
結晶成長が困難であるといった問題をも有している。
て電子供与性基並びに電子受容性基の供与性並びに受容
性が強いものでは、２次の分子超分極率が高くはなるも
のの双極子モーメントが大きいために、結晶としてはそ
の双極子モーメントを打ち消し合うような反平行配列と
なって結晶化が起こり、２次の非線形光学効果が発現し
なくるという問題があった。さらにこのような化合物に
おいては吸収端の長波長化によって、長波長の光を吸収
するようになり、半導体レーザー波長の２次高調波波長
の光を十分透過できず、出力が低下するという問題や単
結晶成長が困難であるといった問題をも有している。
【０００６】これらの問題点を克服するため、既に不斉
炭素の導入や水素結合性の強い置換基の導入、さらには
塩にする方法などが非線形光学材料の設計指針として考
えられている。
炭素の導入や水素結合性の強い置換基の導入、さらには
塩にする方法などが非線形光学材料の設計指針として考
えられている。
【０００７】しかし、不斉炭素を有する化合物の合成は
容易ではなく、水素結合性の強い化合物は結晶成長で問
題になる溶解度が余り高くなく、塩の場合には潮解性が
現われて取扱い性が難しくなり、応用が制限されるとい
った問題を有している。
容易ではなく、水素結合性の強い化合物は結晶成長で問
題になる溶解度が余り高くなく、塩の場合には潮解性が
現われて取扱い性が難しくなり、応用が制限されるとい
った問題を有している。
【０００８】本発明は、大きな非線形光学性能と４００
から５００ｎｍといった可視短波長領域での高い透明性
と高い結晶性を有し、半導体レーザーの波長変換を可能
とする有機の非線形光学材料を提供することを目的とす
る。
から５００ｎｍといった可視短波長領域での高い透明性
と高い結晶性を有し、半導体レーザーの波長変換を可能
とする有機の非線形光学材料を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、２−ブロモベンジリデンマロノニトリル
からなる非線形光学材料を提供するものである。
に、本発明は、２−ブロモベンジリデンマロノニトリル
からなる非線形光学材料を提供するものである。
【００１０】
【作用】強い電子供与性基と強い電子受容性基を有する
π電子共役系有機化合物でなくとも、ジシアノビニル基
のような非常に強い電子受容性基と組み合わせれば、弱
い電子供与性基を有するπ共役系化合物でニトロアニリ
ン類と同等の２次の分子超分極率が得られるとともに、
半導体レーザー波長の２次高調波発生において問題にな
るような吸収が現われないことを、本発明の２−ブロモ
ベンジリデンマロノニトリルからなる非線形光学材料に
おいて見出だした。しかもこの作用は、ＰＰＰ［パリサ
ー・パー・ポップル（Ｐａｒｉｓｅｒ−Ｐａｒｒ−Ｐｏ
ｐｌｅ）］計算によっても裏付けられることを見いだし
た。
π電子共役系有機化合物でなくとも、ジシアノビニル基
のような非常に強い電子受容性基と組み合わせれば、弱
い電子供与性基を有するπ共役系化合物でニトロアニリ
ン類と同等の２次の分子超分極率が得られるとともに、
半導体レーザー波長の２次高調波発生において問題にな
るような吸収が現われないことを、本発明の２−ブロモ
ベンジリデンマロノニトリルからなる非線形光学材料に
おいて見出だした。しかもこの作用は、ＰＰＰ［パリサ
ー・パー・ポップル（Ｐａｒｉｓｅｒ−Ｐａｒｒ−Ｐｏ
ｐｌｅ）］計算によっても裏付けられることを見いだし
た。
【００１１】さらに、結晶の強度を水素結合以外で付与
するために、シアノ基−ハロゲン原子の相互作用に着目
し、電子供与性基としてハロゲン原子を導入した構造と
したので、本発明の２−ブロモベンジリデンマロノニト
リルは、可視域に吸収がなく、従って基本波や発生した
高調波の吸収を引き起こしにくく、結晶としての非線形
光学性能が高く、さらに水素結合を有しないので各種溶
剤への溶解度が高く結晶成長が容易であるという優れた
非線形光学材料となる。
するために、シアノ基−ハロゲン原子の相互作用に着目
し、電子供与性基としてハロゲン原子を導入した構造と
したので、本発明の２−ブロモベンジリデンマロノニト
リルは、可視域に吸収がなく、従って基本波や発生した
高調波の吸収を引き起こしにくく、結晶としての非線形
光学性能が高く、さらに水素結合を有しないので各種溶
剤への溶解度が高く結晶成長が容易であるという優れた
非線形光学材料となる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について具体的に説明
する。２−ブロモベンジリデンマロノニトリル［Ｂｒ（
Ｃ６ Ｈ４ ）ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２ ］は、市販されて
いる２−ブロモベンズアルデヒドから容易に合成できる
。
する。２−ブロモベンジリデンマロノニトリル［Ｂｒ（
Ｃ６ Ｈ４ ）ＣＨ＝Ｃ（ＣＮ）２ ］は、市販されて
いる２−ブロモベンズアルデヒドから容易に合成できる
。
【００１３】具体的に本発明で用いる２−ブロモベンジ
リデンマロノニトリルの合成法の一例を説明すると次の
ようになる。まず、２−ブロモベンズアルデヒド５重量
部をエタノール１５重量部に溶解し、ついでマロノニト
リル２．２重量部を溶解した。撹拌しながらこれにピペ
リジン０．０５重量部を滴下した後、このまま放置する
と２−ブロモベンジリデンマロノニトリルが結晶として
析出した。
リデンマロノニトリルの合成法の一例を説明すると次の
ようになる。まず、２−ブロモベンズアルデヒド５重量
部をエタノール１５重量部に溶解し、ついでマロノニト
リル２．２重量部を溶解した。撹拌しながらこれにピペ
リジン０．０５重量部を滴下した後、このまま放置する
と２−ブロモベンジリデンマロノニトリルが結晶として
析出した。
【００１４】これをろ過しエタノールで洗浄した後、ア
セトンまたは２−ブタノンで再結晶精製を行った。この
ようにして得られた精製２−ブロモベンジリデンマロノ
ニトリルをアセトンまたは２−ブタノン溶液とし、徐々
に冷却することにより、大きい単結晶（３×４×１．０
ｍｍ）を容易に得ることができた。
セトンまたは２−ブタノンで再結晶精製を行った。この
ようにして得られた精製２−ブロモベンジリデンマロノ
ニトリルをアセトンまたは２−ブタノン溶液とし、徐々
に冷却することにより、大きい単結晶（３×４×１．０
ｍｍ）を容易に得ることができた。
【００１５】これを試料として紫外可視透過スペクトル
を測定した。その結果を図１に示した。図１から明らか
なように、本発明で用いた２−ブロモベンジリデンマロ
ノニトリルは、波長４００〜５００ｎｍの可視短波長領
域でも高い光線透過率を有しており、半導体レーザーの
２次高調波発生用非線形光学材料として有用であること
がわかる。
を測定した。その結果を図１に示した。図１から明らか
なように、本発明で用いた２−ブロモベンジリデンマロ
ノニトリルは、波長４００〜５００ｎｍの可視短波長領
域でも高い光線透過率を有しており、半導体レーザーの
２次高調波発生用非線形光学材料として有用であること
がわかる。
【００１６】また、２−ブロモベンジリデンマロノニト
リルの非線形光学性能を調べるためにクルツ（Ｋｕｒｚ
）の方法［エス・ケイ・クルツ（Ｓ．Ｋ．Ｋｕｒｚ），
ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊ．
Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ． ）３９，３７９８（１９６８）
］にしたがって粉末法によって２次高調波発生（ＳＨＧ
）能を調べた。
リルの非線形光学性能を調べるためにクルツ（Ｋｕｒｚ
）の方法［エス・ケイ・クルツ（Ｓ．Ｋ．Ｋｕｒｚ），
ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊ．
Ａｐｐ．Ｐｈｙｓ． ）３９，３７９８（１９６８）
］にしたがって粉末法によって２次高調波発生（ＳＨＧ
）能を調べた。
【００１７】光源にはＮｄ：ＹＡＧレーザー（波長１０
６４ｎｍ）を用い、再結晶精製を行なった２−ブロモベ
ンジリデンマロノニトリルを乳鉢により粉砕して試料と
した。２−ブロモベンジリデンマロノニトリルからのＳ
ＨＧは、標準的非線形光学化合物である尿素の６倍であ
った。
６４ｎｍ）を用い、再結晶精製を行なった２−ブロモベ
ンジリデンマロノニトリルを乳鉢により粉砕して試料と
した。２−ブロモベンジリデンマロノニトリルからのＳ
ＨＧは、標準的非線形光学化合物である尿素の６倍であ
った。
【００１８】２−ブロモベンジリデンマロノニトリルは
融点が６７℃であり、溶融固化による結晶成長も比較的
容易であった。
融点が６７℃であり、溶融固化による結晶成長も比較的
容易であった。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、大きな非線形光学性能と４０
０から５００ｎｍといった可視短波長領域での高い透明
性を有し、従って基本波や発生した高調波の吸収を引き
起こしにくく、結晶成長が容易で高い結晶性を有し、半
導体レーザーの波長変換を可能とする非線形光学材料を
提供することができる。
０から５００ｎｍといった可視短波長領域での高い透明
性を有し、従って基本波や発生した高調波の吸収を引き
起こしにくく、結晶成長が容易で高い結晶性を有し、半
導体レーザーの波長変換を可能とする非線形光学材料を
提供することができる。
【図１】本発明の実施例の非線形光学材料の紫外可視透
過スペクトルを示す図である。
過スペクトルを示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 ２−ブロモベンジリデンマロノニトリ
ルからなる非線形光学材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118576A JPH04345142A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118576A JPH04345142A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 非線形光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04345142A true JPH04345142A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14740014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3118576A Pending JPH04345142A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04345142A (ja) |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3118576A patent/JPH04345142A/ja active Pending
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