JPH0572580A - 非線形光学材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記一般式化１で表わされるフラン誘導体か
らなる非線形光学材料。 【効果】 本発明の非線形光学材料は、特定構造のフラ
ン誘導体からなるので、従来用いられているＫＤＰ等の
無機化合物や尿素などに比して、第２次高調波発生等、
高い非線形光学効果を呈するので、波長変換素子や光制
御素子等の種々の光学的用途に有用である。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特定のフラン誘導体か
らなる非線形光学材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】非線形光学材料とは、物質の中の光の電
界によって誘起される電子の誘発分極が、電界に対して
非線形な応答を生じる、いわゆる非線形光学効果を有す
る材料をさし、一般に下記数１により示される２次以上
の項により生じる。

【０００３】

【数１】

【０００４】特に２次の効果を利用した第２高調波発生
（ＳＨＧ）として知られている現象によれば、入射光は
第２高調波である２倍の周波数を有する光波となった
り、また電圧によって屈折率が変化するので、この現象
を利用して、波長変換、信号処理、レーザー光の変調等
の種々の光学的処理を行なうことが可能であり、極めて
有用であることが知られている。

【０００５】従来の非線形光学材料としては、ＫＨ₂Ｐ
Ｏ₄（ＫＤＰ）、ＬｉＮｂＯ₃、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄（ＡＤ
Ｐ）等の無機結晶が使用されていたが、光学的純度の高
い単結晶が非常に高価であることや、潮解性を示し取扱
いに不便であること、また非線形感受率があまり高くな
い等の問題がある。

【０００６】一方１９８３年アメリカ化学会シンポジウ
ムにおいて有機材料の有用性が示されて以来、尿素やア
ニリン化合物等の有機結晶が非線形光学材料として発表
されている。ところが、前記有機化合物は、未だに十分
な非線形光学効果を示しておらず、また非線形効果の比
較的高い化合物は、化合物自身の光吸収端が長波長側に
相当シフトしているため使用波長範囲が極めて限定され
るという欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、青色
光の透過性、透明性に優れ、極めて高い非線形光学効果
を呈する非線形光学材料を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記一
般式化２で表わされるフラン誘導体（以下フラン誘導体
Ａと称す）からなる非線形光学材料が提供される。

【０００９】

【化２】

【００１０】以下本発明を更に詳細に説明する。

【００１１】本発明の非線形光学材料に用いるフラン誘
導体は、前記フラン誘導体Ａである。前記フラン誘導体
Ａとしては、具体的には列えば、１−｛２’−（５−メ
チル）フリル｝−３−（４”−ニトロフェニル）プロペ
ン−１−オン、１−｛２’−（５−メチル）フリル｝−
３−（４”−トリフルオロメチルフェニル）プロペン−
１−オン、１−｛２’−（５−メチル）フリル｝−３−
（３”−ブロモフェニル）プロペン−１−オン、１−
｛２’−（５−メチル）フリル｝−３−（３”，４”，
５”−トリメトキシフェニル）プロペン−１−オン、１
−｛２’−（５−メチル）フリル｝−５−フェニル−
２，４−ペンタジエン１−オン等を好ましく挙げること
ができる。

【００１２】前記フラン誘導体Ａを調製するには、例え
ば相当するベンズアルデヒド誘導体１モルと２−アセチ
ル−５−メチルフラン１モルとを水酸化ナトリウム等の
塩基性触媒存在下にて好ましくはメタノール、エタノー
ルなどのアルコール類等の溶媒を用いて、反応温度０℃
〜５０℃で、２〜６時間脱水縮合反応させる等して容易
に得ることができる。前記反応温度が５０℃を超えると
副反応による生成物が多量に生成し、また０℃未満の場
合には反応に長時間を要し、経済的にも好ましくない。

【００１３】前記フラン誘導体Ａを本発明の非線形光学
材料として使用するには、前記フラン誘導体Ａをそのま
ま若しくは再結晶等公知の方法により精製する等して用
いることができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の非線形光学材料は、特定構造の
フラン誘導体からなるので、従来用いられているＫＤＰ
等の無機化合物や尿素などに比して、第２次高調波発生
等の非線形光学効果に優れるので、波長変換素子や光制
御素子等の種々の光学的用途に有用である。

【００１５】

【実施例】以下実施例及び比較例により本発明をさらに
詳細に説明するが本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００１６】

【合成例１】 ４−ニトロ−ベンズアルデヒド１．５２
g（０．０１０mol）と、２−アセチル−５−メチルフラ
ン１．２４g（０．０１０mol）と、エタノール２０mlと
を反応容器に仕込み、０℃で撹拌しながら１０重量％水
酸化ナトリウム水溶液２０mlを滴下した。滴下終了後、
２５℃にて１０時間反応を行ない、析出した固体を蒸留
水で数回洗浄した後、乾燥を行ない粗結晶物を得た。次
いで得られた粗結晶物をテトラヒドロフランに溶解さ
せ、得られた溶液をヘキサンに滴下し、再沈殿精製を行
なった。得られた結晶物を更にアセトン：エタノール＝
２：１（容量比）の混合溶媒を用いて再結晶して、０．
８２７g（収率３２％）の生成物を得た。分析の結果１
−｛２’−（５−メチル）フリル｝−３−（４”−ニト
ロフェニル）プロペン−１−オン（融点２０２．２℃）
であった。

【００１７】

【合成例２〜５】４−ニトロ−ベンズアルデヒドを４−
トリフルオロメチルベンズアルデヒド（合成例２）、３
−ブロモベンズアルデヒド（合成例３）、３，４，５−
トリメトキシベンズアルデヒド（合成例４）、シンナム
アルデヒド（合成例５）に夫々代えた以外は合成例１と
同様にして合成を行なった。その結果１−｛２’−（５
−メチル）フリル｝−３−（４”−トリフルオロメチル
フェニル）プロペン−１−オン（融点１３７．０℃）を
６９％の収率で（合成例２）、１−｛２’−（５−メチ
ル）フリル｝−３−（３”−ブロモフェニル）プロペン
−１−オン（融点９２．９℃）を６４％の収率で（合成
例３）、１−｛２’−（５−メチル）フリル｝−３−
（３”，４”，５”−トリメトキシフェニル）プロペン
−１−オン（融点１１９．９℃）を７２％の収率で（合
成例４）、１−｛２’−（５−メチル）フリル｝−５−
フェニル−２，４−ペンタジエン−１−オン（融点１０
８．２℃）を２２％の収率で（合成例５）夫々得た。

【００１８】

【実施例１】合成例１〜５で得られた化合物の第２次高
調波発生（以下ＳＨＧ強度と称す）の測定を行なった。
測定方法は直径１０６〜１５０μmに粒状化した試料を
スライドグラスに挟み、該試料にＱスイッチ付きＮｄ+
−ＹＡＧレーザー（波長１０６４nm）により１０nsecの
パルス照射を行ない、試料より発生した第２次高調波を
検知した。標準試料には同様に粒状化した尿素を用い、
尿素のＳＨＧ強度を１とした際における試料のＳＨＧ強
度比を求めることにより行なった。この測定方法は、当
業者には公知の方法であり、例えば、ジャーナル・オブ
・アプライド・フィジックス３６巻、８号３７９８頁〜
３８１３頁、１９６８年などを参考にすることができ
る。また前記化合物の０．０５mmol／ｌエタノール溶液
を夫々調製し、吸収スペクトルの測定も行なった。ＳＨ
Ｇ強度、最大吸収波長（λmax）及び吸収端波長（λcut
off）の値を表１に示す。

【００１９】

【比較例１】尿素、ＫＤＰ及び表１に示す化合物を用い
た以外は実施例１と同様にして各測定を行なった。結果
を表１に示す。

【００２０】

【表１】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式化１で表わされるフラン誘導
   体からなる非線形光学材料。 【化１】