JPH0448371B2 - - Google Patents
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- JPH0448371B2 JPH0448371B2 JP28087385A JP28087385A JPH0448371B2 JP H0448371 B2 JPH0448371 B2 JP H0448371B2 JP 28087385 A JP28087385 A JP 28087385A JP 28087385 A JP28087385 A JP 28087385A JP H0448371 B2 JPH0448371 B2 JP H0448371B2
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/361—Organic materials
- G02F1/3611—Organic materials containing Nitrogen
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/32—Compounds containing nitrogen bound to oxygen
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08L27/16—Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/061—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material
- G02F1/065—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-optical organic material in an optical waveguide structure
-
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
- C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
- C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は光通信に利用する。
本発明は光周波数の信号処理に用いられる光学
素子に利用する。特に、非線形の光学特性を有す
る光学材料に関する。 〔概要〕 本発明は、光学的能動または受動素子を形成す
る組成物において、 フツ化ビニリデンポリマと、非線形に光学活性
化される分子で構成される添加物とを含むことに
より、 非線形光学特性を有し光通信系の素子に利用で
きる新規の光学組成物を提供するものである。 〔従来の技術〕 遠距離通信やその他のデータ処理において光周
波数を用いるには、光周波数の信号を発生、変調
そして制御する光学素子が必要となる。このよう
な光学素子は、能動要素およびまたは受動要素を
含んでいる。能動要素としては、信号発生器、変
調器、復調器および増幅器等がある。受動要素と
しては二次高調波発生器を例示することができ
る。このような光学素子に加えて、光通信システ
ムでは、光学的な能動素子を制御するための電気
的素子、光学的および電気的信号を接続するコネ
クタおよび他の素子や部品を保持する基板などを
必要とする。 このような光学素子としては、従来から単結晶
体の特性を利用する技術が知られている。例え
ば、米国特許第4199698号明細書には、非線形素
子として２メチル４ニトロアニリンの単結晶を用
いた光学素子の例が開示されている。 望ましい光学的非線形特性を有する組成物を用
いた光学素子はその応用範囲が広範である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述のような結晶体を用いる装置は、その有効
面を利用するあるいは所定の大きさであることを
必要とするなど、装置形状をさまざまに制約す
る。もし、非線形特性を有する物質がプラスチツ
ク化合物として得られるなら、成形品により自由
な形状を作り出すことができ、きわめて好都合で
ある。 本発明は、望ましい非線形の光学特性を有する
非結晶であり、成形可能な新規の光学材料を提供
することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本願発明者らは、フツ化ビニリデンポリマに非
線形な光学的特性を有する化合物を添加すると、
そのポリマは非結晶質のままで、光学的に非線形
な特性を呈することに気付き、実験研究を重ねて
工業上有用な組成物を得るに至つたものである。 すなわち、本発明は光学組成物であり、フツ化
ビニリデンポリマと、非線形に光学的活性化され
る分子で構成される添加物とを含み、非線形光学
特性を有することを特徴とする。 本発明の光学組成物は、光学素子の光学要素を
形成する材料として適している。特に、光通信用
の変調素子や位相変換素子として利用できる。こ
の光学組成物から光学要素を所望の形状の成形品
として作ることができる。 非線形性を高めるためには、光学組成物を電気
的に分極させることが望ましいことがわかつた。
必要な場合には、延伸して分子の配向性を高め、
分極の効果を増大させることができる。 ここでいう添加物は有機組成物であり、多数の
π分子軌道の電子を有する分子で構成される。こ
のような分子は助色団を有し、この助色団がπ分
子軌道の寸法を大きくする。このため、外部電界
を加えた場合にはπ電子が非線形に移動する。分
子の電気分極率は、一次、二次および三次の項を
含む等式、すなわち、 μe−μq＝αE＋βE2＋γE3 で表される。ここで、 μe＝電界Ｅを印加したときの双極子モーメン
ト、 μq＝電界を印加していないときの双極子モーメ
ント、 Ｅ＝印加した電界強度〔Ｖ／ｍ〕、 α＝一次係数、 β＝二次係数、 γ＝三次係数 および μe−μq＝分極率 である。 二次係数βおよびまたは三次係数γが大きい場
合、例えば1.06μｍで測定したβが10-30esuより
大きく、γが４×10-35esuより大きい場合には、
光周波数の輻射に多数の重要な効果が観測され
る。 添加物として適した組成物としては、 (1) ２メチル４ニトロアニリン、 (2) 2′ジメチルアミノ5′ニトロアセトアニリド、 (3) １〔５ニトロ２ピリジル〕ピロリジン２イル
メタノール、 (4) 5′ニトロ２ピロリジン１イルアセトアニリ
ド、 (5) １〔４ニトロフエニル〕ピロリジン２イルメ
タノール、 (6) メチルＮ〔２、４ジニトロフエニル〕アラニ
ナート、 (7) １フエニルエチル〔５ニトロ２ピリジル〕ア
ミン がある。以下では、これらの組成物をそれぞれ、 (1) MNA、 (2) DAN、 (3) PNP、 (4) PAN、 (5) NPP、 (6) MAP、 (7) MBA−NP で示す。 例えば、MNAのβの値は17×10-30esuであり、
MAPのβの値は22×10-30esuである。 フツ化ビニリデンポリマは、低分子量（例えば
100程度）の不飽和フルオロカーボンを、コモノ
マとして80モル％程度まで含んでもよい。このよ
うなコモノマとして、例えば、モノフルオロエチ
レン、トリフルオロエチレンおよびテトラフルオ
ロエチレン、すなわちC2FoH4-o（ただしｎは１、
３または４）で表される化合物を用いることがで
きる。 本発明の光学組成物の成分としては、フツ化ビ
ニリデンポリマが10ないし95重量％で、添加物が
５ないし50重量％であることが望ましい。 場合によつては、フツ化ビニリデンポリマと添
加物との混和性が不十分であることがある。これ
を解決するには、補助のポリマ成分を組成物に混
入する。例えば補助成分が溶媒として働くことに
より、フツ化ビニリデンポリマと添加物とを均一
に混合させることができる。得られる光学組成物
に対する補助成分の量は、必要な場合には60重量
％程度まで、望ましくは40重量％以下である。 補助成分として、分子量が150以下で、一つの
不飽和ビニル基および一つのカルボニル基を含む
モノマから誘導されたポリマが特に適している。
望ましいコモノマは、 (a) R″−CO−Ｘ−R′、 (b) R′−CO−Ｘ−R″、 (c) Ｙ−CO−Ｚ−R″ から選択される組成式で示される。ここで、 R′：−CH3基および−C2H5基から選択される
官能基、 R″：−CH＝CH2基および−Ｃ（CH3）＝CH2基
から選択される官能基、 Ｘ：−Ｏ−基、−NH−基および−Ｎ（CH3）基
の直接結合から選択されるブリツジ、 Ｙ
およびＺ：互いに連結されてピロリドン環
を形成する原子団 である。 ポリ〔メチルアクリレート〕、ポリ〔メチルメ
タクリレート〕、ポリ〔酢酸ビニル〕、ポリ〔Ｎビ
ニル２ピロリドン〕およびポリ〔NNジメチルア
クリルアミド〕が特に望ましい。 本発明は光学素子に組込むための成形品に実施
できる。上記発明の光学組成物はプラスチツクと
して成形できる。この成形品は、例えば0.1ない
し1000μｍ、特に１ないし200μｍの寸法のフアイ
バまたはフイルムとして利用できる。この成形品
は電気的に分極していることが望ましく、さら
に、必要な場合には分子が配向していることが望
ましい。分子を配向させるには、例えば機械的に
延伸する。これにより分子を一軸方向に配向させ
ることができる。この成形品の表面に、例えばス
パツタリングまたは真空蒸着により金属膜を形成
し、これを電極として利用することができる。 本発明は、二つの閉じ込め層とこの間に挟まれ
た光導波層とを備えた積層板として実施できる。
すなわち光導波層を上記発明の光学組成物で構成
することができる。 本発明は、パラメトリツク増幅器等の非線形光
学素子として実施できる。上記発明の光学組成物
で形成され、この光学組成物が非線形特性を増大
させるように電気的に分極させることができる。 このような積層板により光学素子を形成するに
は、上記発明の成形品を用いてもよく、また、光
学組成物を基板に堆積させて光学素子を形成して
もよい。基板に堆積させた場合には、堆積後に光
学組成物を分極させることがよい。 〔作用〕 本発明の組成物は本質的に非結晶質であり、利
用目的に応じて自由な形状に成形することがで
き、光学素子への広範な利用応用ができる。 分極率の二次係数すなわちβ係数が大きな組成
物は、分子構造が非対称である。しかし、このよ
うな組成物の単結晶では、非対称性を有効に利用
することができない。これは、分子構造が非対称
でも、結晶では相互の分子が対称に配置されるた
め、結晶格子が対称となることによる。 本発明の光学組成物は、添加物およびポリマの
主材を電気的に配列または分極させ、添加物の分
子を配向させて必要な非線形光学特性を実現し、
ポリマの主材の圧電性により生じる内部電界で添
加物の配向を保持する構成とすることができる。
この内部電界による保持力は熱的な擾乱の効果よ
り強く永続性がある。 〔実施例〕 本発明の実施例を以下に説明する。 （添加物） 添加物として、２メチル４ニトロアニリン（以
下「MNA」という）およびメチルＮ〔２、４ジ
ニトロフエニル〕アラニナート（以下「MAP」
という）を用いた。MNAの組成式を第１図に示
し、MAPの組成式を第２図に示す。 （フツ化ビニリデンポリマ） フツ化ビニリデンポリマとして、登録商標
「KYNAR」7200および「FORFRON」により得
られるものを用いた。「KYNAR」7200は、30モ
ル％のテトラフルオロエチレンと、70モル％のフ
ツ化ビニリデンとのコポリマである。示差走査熱
分析により測定した融点は約130℃であつた。ま
た、「FORFRON」はコポリマ7030と呼ばれ、30
モル％のトリフルオロエチレンと70モル％のフツ
化ビニリデンとを含む。 （補助成分） 補助成分には、市販のポリ〔メタクリル酸メチ
ル〕を用いた。以下ではこのポリマをPMMAと
いう。PMMAの融点は130℃である。 （実施例 １） MNA、「KYNAR」7200およびPMMAを別々
にアトセンに溶かし、それぞれ10％の溶液を得
た。 こららの三つの溶液の一部を混合し、４種類の
溶液S1，S2，S3およびS4を、それぞれ10ml作つ
た。これらの溶液における各試薬の重量および含
有率を第１表に示す。第１表の「％」で示した欄
は、溶剤を除去した後のフイルムに含まれる含有
率を重量％で示す。
素子に利用する。特に、非線形の光学特性を有す
る光学材料に関する。 〔概要〕 本発明は、光学的能動または受動素子を形成す
る組成物において、 フツ化ビニリデンポリマと、非線形に光学活性
化される分子で構成される添加物とを含むことに
より、 非線形光学特性を有し光通信系の素子に利用で
きる新規の光学組成物を提供するものである。 〔従来の技術〕 遠距離通信やその他のデータ処理において光周
波数を用いるには、光周波数の信号を発生、変調
そして制御する光学素子が必要となる。このよう
な光学素子は、能動要素およびまたは受動要素を
含んでいる。能動要素としては、信号発生器、変
調器、復調器および増幅器等がある。受動要素と
しては二次高調波発生器を例示することができ
る。このような光学素子に加えて、光通信システ
ムでは、光学的な能動素子を制御するための電気
的素子、光学的および電気的信号を接続するコネ
クタおよび他の素子や部品を保持する基板などを
必要とする。 このような光学素子としては、従来から単結晶
体の特性を利用する技術が知られている。例え
ば、米国特許第4199698号明細書には、非線形素
子として２メチル４ニトロアニリンの単結晶を用
いた光学素子の例が開示されている。 望ましい光学的非線形特性を有する組成物を用
いた光学素子はその応用範囲が広範である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述のような結晶体を用いる装置は、その有効
面を利用するあるいは所定の大きさであることを
必要とするなど、装置形状をさまざまに制約す
る。もし、非線形特性を有する物質がプラスチツ
ク化合物として得られるなら、成形品により自由
な形状を作り出すことができ、きわめて好都合で
ある。 本発明は、望ましい非線形の光学特性を有する
非結晶であり、成形可能な新規の光学材料を提供
することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本願発明者らは、フツ化ビニリデンポリマに非
線形な光学的特性を有する化合物を添加すると、
そのポリマは非結晶質のままで、光学的に非線形
な特性を呈することに気付き、実験研究を重ねて
工業上有用な組成物を得るに至つたものである。 すなわち、本発明は光学組成物であり、フツ化
ビニリデンポリマと、非線形に光学的活性化され
る分子で構成される添加物とを含み、非線形光学
特性を有することを特徴とする。 本発明の光学組成物は、光学素子の光学要素を
形成する材料として適している。特に、光通信用
の変調素子や位相変換素子として利用できる。こ
の光学組成物から光学要素を所望の形状の成形品
として作ることができる。 非線形性を高めるためには、光学組成物を電気
的に分極させることが望ましいことがわかつた。
必要な場合には、延伸して分子の配向性を高め、
分極の効果を増大させることができる。 ここでいう添加物は有機組成物であり、多数の
π分子軌道の電子を有する分子で構成される。こ
のような分子は助色団を有し、この助色団がπ分
子軌道の寸法を大きくする。このため、外部電界
を加えた場合にはπ電子が非線形に移動する。分
子の電気分極率は、一次、二次および三次の項を
含む等式、すなわち、 μe−μq＝αE＋βE2＋γE3 で表される。ここで、 μe＝電界Ｅを印加したときの双極子モーメン
ト、 μq＝電界を印加していないときの双極子モーメ
ント、 Ｅ＝印加した電界強度〔Ｖ／ｍ〕、 α＝一次係数、 β＝二次係数、 γ＝三次係数 および μe−μq＝分極率 である。 二次係数βおよびまたは三次係数γが大きい場
合、例えば1.06μｍで測定したβが10-30esuより
大きく、γが４×10-35esuより大きい場合には、
光周波数の輻射に多数の重要な効果が観測され
る。 添加物として適した組成物としては、 (1) ２メチル４ニトロアニリン、 (2) 2′ジメチルアミノ5′ニトロアセトアニリド、 (3) １〔５ニトロ２ピリジル〕ピロリジン２イル
メタノール、 (4) 5′ニトロ２ピロリジン１イルアセトアニリ
ド、 (5) １〔４ニトロフエニル〕ピロリジン２イルメ
タノール、 (6) メチルＮ〔２、４ジニトロフエニル〕アラニ
ナート、 (7) １フエニルエチル〔５ニトロ２ピリジル〕ア
ミン がある。以下では、これらの組成物をそれぞれ、 (1) MNA、 (2) DAN、 (3) PNP、 (4) PAN、 (5) NPP、 (6) MAP、 (7) MBA−NP で示す。 例えば、MNAのβの値は17×10-30esuであり、
MAPのβの値は22×10-30esuである。 フツ化ビニリデンポリマは、低分子量（例えば
100程度）の不飽和フルオロカーボンを、コモノ
マとして80モル％程度まで含んでもよい。このよ
うなコモノマとして、例えば、モノフルオロエチ
レン、トリフルオロエチレンおよびテトラフルオ
ロエチレン、すなわちC2FoH4-o（ただしｎは１、
３または４）で表される化合物を用いることがで
きる。 本発明の光学組成物の成分としては、フツ化ビ
ニリデンポリマが10ないし95重量％で、添加物が
５ないし50重量％であることが望ましい。 場合によつては、フツ化ビニリデンポリマと添
加物との混和性が不十分であることがある。これ
を解決するには、補助のポリマ成分を組成物に混
入する。例えば補助成分が溶媒として働くことに
より、フツ化ビニリデンポリマと添加物とを均一
に混合させることができる。得られる光学組成物
に対する補助成分の量は、必要な場合には60重量
％程度まで、望ましくは40重量％以下である。 補助成分として、分子量が150以下で、一つの
不飽和ビニル基および一つのカルボニル基を含む
モノマから誘導されたポリマが特に適している。
望ましいコモノマは、 (a) R″−CO−Ｘ−R′、 (b) R′−CO−Ｘ−R″、 (c) Ｙ−CO−Ｚ−R″ から選択される組成式で示される。ここで、 R′：−CH3基および−C2H5基から選択される
官能基、 R″：−CH＝CH2基および−Ｃ（CH3）＝CH2基
から選択される官能基、 Ｘ：−Ｏ−基、−NH−基および−Ｎ（CH3）基
の直接結合から選択されるブリツジ、 Ｙ
およびＺ：互いに連結されてピロリドン環
を形成する原子団 である。 ポリ〔メチルアクリレート〕、ポリ〔メチルメ
タクリレート〕、ポリ〔酢酸ビニル〕、ポリ〔Ｎビ
ニル２ピロリドン〕およびポリ〔NNジメチルア
クリルアミド〕が特に望ましい。 本発明は光学素子に組込むための成形品に実施
できる。上記発明の光学組成物はプラスチツクと
して成形できる。この成形品は、例えば0.1ない
し1000μｍ、特に１ないし200μｍの寸法のフアイ
バまたはフイルムとして利用できる。この成形品
は電気的に分極していることが望ましく、さら
に、必要な場合には分子が配向していることが望
ましい。分子を配向させるには、例えば機械的に
延伸する。これにより分子を一軸方向に配向させ
ることができる。この成形品の表面に、例えばス
パツタリングまたは真空蒸着により金属膜を形成
し、これを電極として利用することができる。 本発明は、二つの閉じ込め層とこの間に挟まれ
た光導波層とを備えた積層板として実施できる。
すなわち光導波層を上記発明の光学組成物で構成
することができる。 本発明は、パラメトリツク増幅器等の非線形光
学素子として実施できる。上記発明の光学組成物
で形成され、この光学組成物が非線形特性を増大
させるように電気的に分極させることができる。 このような積層板により光学素子を形成するに
は、上記発明の成形品を用いてもよく、また、光
学組成物を基板に堆積させて光学素子を形成して
もよい。基板に堆積させた場合には、堆積後に光
学組成物を分極させることがよい。 〔作用〕 本発明の組成物は本質的に非結晶質であり、利
用目的に応じて自由な形状に成形することがで
き、光学素子への広範な利用応用ができる。 分極率の二次係数すなわちβ係数が大きな組成
物は、分子構造が非対称である。しかし、このよ
うな組成物の単結晶では、非対称性を有効に利用
することができない。これは、分子構造が非対称
でも、結晶では相互の分子が対称に配置されるた
め、結晶格子が対称となることによる。 本発明の光学組成物は、添加物およびポリマの
主材を電気的に配列または分極させ、添加物の分
子を配向させて必要な非線形光学特性を実現し、
ポリマの主材の圧電性により生じる内部電界で添
加物の配向を保持する構成とすることができる。
この内部電界による保持力は熱的な擾乱の効果よ
り強く永続性がある。 〔実施例〕 本発明の実施例を以下に説明する。 （添加物） 添加物として、２メチル４ニトロアニリン（以
下「MNA」という）およびメチルＮ〔２、４ジ
ニトロフエニル〕アラニナート（以下「MAP」
という）を用いた。MNAの組成式を第１図に示
し、MAPの組成式を第２図に示す。 （フツ化ビニリデンポリマ） フツ化ビニリデンポリマとして、登録商標
「KYNAR」7200および「FORFRON」により得
られるものを用いた。「KYNAR」7200は、30モ
ル％のテトラフルオロエチレンと、70モル％のフ
ツ化ビニリデンとのコポリマである。示差走査熱
分析により測定した融点は約130℃であつた。ま
た、「FORFRON」はコポリマ7030と呼ばれ、30
モル％のトリフルオロエチレンと70モル％のフツ
化ビニリデンとを含む。 （補助成分） 補助成分には、市販のポリ〔メタクリル酸メチ
ル〕を用いた。以下ではこのポリマをPMMAと
いう。PMMAの融点は130℃である。 （実施例 １） MNA、「KYNAR」7200およびPMMAを別々
にアトセンに溶かし、それぞれ10％の溶液を得
た。 こららの三つの溶液の一部を混合し、４種類の
溶液S1，S2，S3およびS4を、それぞれ10ml作つ
た。これらの溶液における各試薬の重量および含
有率を第１表に示す。第１表の「％」で示した欄
は、溶剤を除去した後のフイルムに含まれる含有
率を重量％で示す。
【表】
これらの溶液を空隙の長さが約200μｍの型に
流し込んでフイルムを作製した。それぞれの場合
に、添加物すなわちMNAが、フツ化ビニリデン
（すなわちKYNAR7200）および補助成分（すな
わちPMMA）の混合物中に均一に溶けていた。 （実施例 ２） フツ化ビニリデンポリマとして
「FORAFLON」コポリマ7030を用い、添加物と
してMAPを用いた。これらの二つの成分をアセ
トンに溶かし、固形成分の総量が30重量％の溶液
を得た。 この溶液を、自動フイルムスプレツダ（シー
ン・インストルメンツ社製ICI）を用い、600μｍ
の幅の空隙を通してガラス板上に展延し、通風せ
ずに周囲温度（約20℃）で24時間乾燥させた。 これにより得られたフイルムをガラス板から剥
がし、インストロン・テスタを用いて16℃で５cm
毎秒の速度で延伸した。次に、この延伸したフイ
ルムを、＋10kVと−10kVとに保持された２本の
コロナ放電電極の間に15分間配置し、コロナ分極
を生じさせた。得られたフイルムの、延伸速度
（引き抜き速度）、厚さおよびその特性の詳細を第
２表に示す。
流し込んでフイルムを作製した。それぞれの場合
に、添加物すなわちMNAが、フツ化ビニリデン
（すなわちKYNAR7200）および補助成分（すな
わちPMMA）の混合物中に均一に溶けていた。 （実施例 ２） フツ化ビニリデンポリマとして
「FORAFLON」コポリマ7030を用い、添加物と
してMAPを用いた。これらの二つの成分をアセ
トンに溶かし、固形成分の総量が30重量％の溶液
を得た。 この溶液を、自動フイルムスプレツダ（シー
ン・インストルメンツ社製ICI）を用い、600μｍ
の幅の空隙を通してガラス板上に展延し、通風せ
ずに周囲温度（約20℃）で24時間乾燥させた。 これにより得られたフイルムをガラス板から剥
がし、インストロン・テスタを用いて16℃で５cm
毎秒の速度で延伸した。次に、この延伸したフイ
ルムを、＋10kVと−10kVとに保持された２本の
コロナ放電電極の間に15分間配置し、コロナ分極
を生じさせた。得られたフイルムの、延伸速度
（引き抜き速度）、厚さおよびその特性の詳細を第
２表に示す。
【表】
第２表において、
RI：波長589.3nmにおける屈折率、ただし、屈
折率は450ないし650nmの波長帯域で実質
的に一定、 YM：ヤング率、単位は108Ｎ／m2、 g31：圧電係数、単位は10-2Vm／Ｎ、 ％：フイルム全体の重量に対する重量％ である。延伸前のフイルムの厚さはすべて約63μ
ｍであり、第２表の厚さは延伸後の厚さである。 屈折率の値から、添加物の濃度が低いまたは零
のフイルムで閉じ込め層を形成し、この間に添加
物の濃度が高いフイルムを積層することにより、
光導波構造路として使用できることがわかる。こ
のような積層板を実施例３に説明する。 （実施例 ３） 閉じ込め層に用いるフイルムを、純粋な
「FORAFLON」だけで作製し、光導波層に用い
るフイルムを、「FORAFLON」に添加物を混入
して作製した。フイルムの総重量に対する添加物
の重量百分率を第３表に示す。これらのフイルム
は、実施例２で説明した方法により展延および分
極させたが、延伸処理は行つていない。添加物を
含まない二つのフイルムの間に添加物を含むフイ
ルムを配置し、40℃で2.8トン重／cm2の圧力を加
えて積層板を作製した。外側表面を、電極として
使用するためにメタライズした。 この積層板を試験したところ、光導波路として
使用できることが確認された。光導波層の屈折率
（RI）を積層板の第一導波モードで測定した。こ
の値を第３表に示す。
折率は450ないし650nmの波長帯域で実質
的に一定、 YM：ヤング率、単位は108Ｎ／m2、 g31：圧電係数、単位は10-2Vm／Ｎ、 ％：フイルム全体の重量に対する重量％ である。延伸前のフイルムの厚さはすべて約63μ
ｍであり、第２表の厚さは延伸後の厚さである。 屈折率の値から、添加物の濃度が低いまたは零
のフイルムで閉じ込め層を形成し、この間に添加
物の濃度が高いフイルムを積層することにより、
光導波構造路として使用できることがわかる。こ
のような積層板を実施例３に説明する。 （実施例 ３） 閉じ込め層に用いるフイルムを、純粋な
「FORAFLON」だけで作製し、光導波層に用い
るフイルムを、「FORAFLON」に添加物を混入
して作製した。フイルムの総重量に対する添加物
の重量百分率を第３表に示す。これらのフイルム
は、実施例２で説明した方法により展延および分
極させたが、延伸処理は行つていない。添加物を
含まない二つのフイルムの間に添加物を含むフイ
ルムを配置し、40℃で2.8トン重／cm2の圧力を加
えて積層板を作製した。外側表面を、電極として
使用するためにメタライズした。 この積層板を試験したところ、光導波路として
使用できることが確認された。光導波層の屈折率
（RI）を積層板の第一導波モードで測定した。こ
の値を第３表に示す。
以上説明したように、本発明の光学組成物は、
非結晶質であり、しかも非線形は光学的特性を有
する組成物である。したがつて、本発明の組成物
は結晶構造の方位あるいはサイズにしたがつて形
状に制約を受けることなく任意形状の成形品を作
ることができる。本発明の組成物は分子構造が非
対称で光学的に非線形な特性を有する添加物が、
その非線形性を保持しながら主材のフツ化ビニリ
デンポリマ中に混入されている。このため、非線
形光学特性を有する有機材料が得られる。このよ
うな光組成物は、非結晶構成であり、成形により
自由な形状のものを作り出して利用することがで
きるから、光導波路、パラメトリツク光増幅等の
光学素子に用いることができ、光通信その他の光
信号処理に利用して大きな効果がある。
非結晶質であり、しかも非線形は光学的特性を有
する組成物である。したがつて、本発明の組成物
は結晶構造の方位あるいはサイズにしたがつて形
状に制約を受けることなく任意形状の成形品を作
ることができる。本発明の組成物は分子構造が非
対称で光学的に非線形な特性を有する添加物が、
その非線形性を保持しながら主材のフツ化ビニリ
デンポリマ中に混入されている。このため、非線
形光学特性を有する有機材料が得られる。このよ
うな光組成物は、非結晶構成であり、成形により
自由な形状のものを作り出して利用することがで
きるから、光導波路、パラメトリツク光増幅等の
光学素子に用いることができ、光通信その他の光
信号処理に利用して大きな効果がある。
第１図は２メチル４ニトロアニリンの構造を示
す図。第２図はメチルＮ〔２、４ジニトロフエニ
ル〕アラニナートの構造を示す図。
す図。第２図はメチルＮ〔２、４ジニトロフエニ
ル〕アラニナートの構造を示す図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 10ないし99.9重量％のフツ化ビニリデンポリ
マと、 非線形光学特性を有する0.1ないし50重量％の
添加物と、 上記フツ化ビニリデンポリマと上記添加物との
混和性を高める60重量％以下の補助成分と を含む光学組成物。 ２ 上記添加物の含有率は0.5ないし30重量％で
ある特許請求の範囲第１項に記載の光学組成物。 ３ 上記添加物の含有率は１ないし20重量％であ
る特許請求の範囲第２項に記載の光学組成物。 ４ 上記添加物は、 電界Ｅを印加したときの双極子モーメントμeと
電界を印加していないときの双極子モーメントμq
との差を、 μe−μq＝αE＋βE2＋γE3 で表すとき、 β＞10-30esu およびまたは γ＞４×10-35esu の材料である 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
に記載の光学組成物。 ５ 上記フツ化ビニリデンポリマは、フツ化ビニ
リデン（CH2＝CF2）のホモポリマである特許請
求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の
光学組成物。 ６ 上記フツ化ビニリデンポリマは、 フツ化ビニリデン（CH2＝CF2）と、 コポリマに対して80モル％以下のC2FoH4-oコ
モノマ（ただしｎは１、３または４）と から誘導されたコポリマである 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
に記載の光学組成物。 ７ 上記フツ化ビニリデンポリマは、 75ないし65モル％のフツ化ビニリデンと、 25ないし35モル％のトリフルオロエチレンと から誘導されたコポリマである 特許請求の範囲第６項に記載の光学組成物。 ８ 上記補助成分は、 一つのビニル不飽和基および一つのカルボニル
基を含み分子量が150より小さいモノマ分子から
誘導された材料である 特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか
に記載の光学組成物。 ９ 上記モノマ分子は、 R″−CO−Ｘ−R′、 R′−CO−Ｘ−R″、 および Ｙ−CO−Ｚ−R″ から選択される組成式で示される化合物であり、 R′は−CH3基および−C2H5基から選択される
官能基であり、 R″は−CH＝CH2基および−Ｃ（CH3）＝CH2基
から選択される官能基であり、 Ｘは−Ｏ−基、−NH−基および−Ｎ（CH3）−
基の直接結合から選択されるブリツジであり、 ＹおよびＺは互いに連結されてピロリドン環を
形成する原子団である 特許請求の範囲第８項に記載の光学組成物。 １０ 上記補助成分は、 ポリ〔アクリル酸メチル〕、 ポリ〔メタクリル酸メチル〕、 ポリ〔酢酸ビニル〕、 ポリ〔Ｎビニル２ピロリドン〕 および ポリ〔NNジメチルアクリルアミド〕 から選択される一種以上の化合物を含む 特許請求の範囲第９項に記載の光学組成物。 １１ 上記添加物は、 ２メチル４ニトロアニリンと、 2′ジメチルアミノ5′ニトロアセトアニリドと、 １〔５ニトロ２ピリジル〕ピロリジン２イルメ
タノールと、 5′ニトロ２ピロリジン１イルアセトアニリド
と、 １〔４ニトロフエニル〕ピロリジン２イルメタ
ノールと、 メチルＮ〔２、４ジニトロフエニル〕アラニナ
ートと、 １フエニルエチル〔５ニトロ２ピリジル〕アミ
ンと から選択される一種以上の化合物を含む 特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれ
かに記載の光学組成物。 １２ 80ないし99重量％のフツ化ビニリデンポリ
マと、 20ないし１重量％の非線形光学特性を有する添
加物と を含む 特許請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれ
かに記載の光学組成物。 １３ 上記フツ化ビニリデンポリマは、 75ないし65モル％のフツ化ビニリデンと、 25ないし35モル％のC2FoH(4-o)で表されるコモ
ノマ（ただしｎは１ないし４の整数）と を含むコポリマである 特許請求の範囲第１２項に記載の光学組成物。 １４ 上記添加物は、２メチル４ニトロアニリン
または、メチルＮ〔２、４ジニトロフエニル〕ア
ラニナートを含む特許請求の範囲第１２項に記載
の光学組成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8431682A GB8431682D0 (en) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | Optical compositions |
| GB8431682 | 1984-12-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198136A JPS61198136A (ja) | 1986-09-02 |
| JPH0448371B2 true JPH0448371B2 (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=10571228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60280873A Granted JPS61198136A (ja) | 1984-12-14 | 1985-12-13 | 光学組成物 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4748074A (ja) |
| EP (1) | EP0186999B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61198136A (ja) |
| AT (1) | ATE41438T1 (ja) |
| CA (2) | CA1280239C (ja) |
| DE (1) | DE3568790D1 (ja) |
| GB (1) | GB8431682D0 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61186942A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 非線形光学材料及びその製造方法 |
| US4806579A (en) * | 1986-01-30 | 1989-02-21 | The British Petroleum Co. P.L.C. | Polymer composites |
| GB8602705D0 (en) * | 1986-02-04 | 1986-03-12 | Ici Plc | Non-linear optical device |
| DE3882403T2 (de) * | 1987-03-06 | 1993-11-25 | Canon Kk | Nichtlineares optisches Material und Verfahren zu dessen Orientierung. |
| US4981614A (en) * | 1987-09-21 | 1991-01-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid solution |
| US4898691A (en) * | 1988-05-16 | 1990-02-06 | Hoechst Celanese Corporation | Organic nonlinear optical media |
| CA1317716C (en) * | 1988-06-02 | 1993-05-18 | Akira Tanaka | Plastic optical phase sheet |
| JP2657266B2 (ja) * | 1989-04-28 | 1997-09-24 | 直哉 緒方 | 有機非線形光学材料 |
| EP0406888A3 (en) * | 1989-07-07 | 1992-04-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Nonlinear optical polymer composition and method for producing the same |
| DE69121046T2 (de) * | 1990-04-13 | 1997-01-09 | Toray Industries | Organischer nichtlinear-optischer kristall mit schichtstruktur und seine herstellung |
| US5028394A (en) * | 1990-04-13 | 1991-07-02 | Bend Research, Inc. | Chemical sensors |
| US5112531A (en) * | 1990-07-16 | 1992-05-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Optoelectronic devices |
| US5079321A (en) * | 1990-07-16 | 1992-01-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Nonlinear optical acrylic polymers and use thereof in optical and electro-optic devices |
| US6610219B2 (en) * | 2001-02-06 | 2003-08-26 | Battelle Memorial Institute | Functional materials for use in optical systems |
| US11987677B2 (en) * | 2021-04-30 | 2024-05-21 | Meta Platforms Technologies, Llc | PVDF thin film having a bimodal molecular weight and high piezoelectric response |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3970362A (en) * | 1972-01-21 | 1976-07-20 | American Optical Corporation | Process of producing polarizing optical devices and product thereof |
| US4199698A (en) * | 1978-12-08 | 1980-04-22 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | 2-Methyl-4-nitro-aniline nonlinear optical devices |
| FR2465320A1 (fr) * | 1979-09-14 | 1981-03-20 | Thomson Csf | Film de materiau composite piezo-electrique et son procede de fabrication |
| US4615848A (en) * | 1980-07-23 | 1986-10-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Pyroelectric and isotropic piezoelectric polymer blends |
| US4393093A (en) * | 1981-06-12 | 1983-07-12 | Pennwalt Corporation | Preparation of high gamma (α)phase poly(vinylidene fluoride) piezoelectric materials |
-
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- 1984-12-14 GB GB8431682A patent/GB8431682D0/en active Pending
-
1985
- 1985-12-12 DE DE8585309073T patent/DE3568790D1/de not_active Expired
- 1985-12-12 EP EP19850309073 patent/EP0186999B1/en not_active Expired
- 1985-12-12 AT AT85309073T patent/ATE41438T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-12-13 JP JP60280873A patent/JPS61198136A/ja active Granted
- 1985-12-13 CA CA 497680 patent/CA1280239C/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-12-16 US US06/808,995 patent/US4748074A/en not_active Expired - Lifetime
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1987
- 1987-02-24 US US07/017,837 patent/US4746577A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-20 CA CA000615771A patent/CA1304530C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
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| EP0186999A1 (en) | 1986-07-09 |
| JPS61198136A (ja) | 1986-09-02 |
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| GB8431682D0 (en) | 1985-01-30 |
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