JPH0580371A - 有機非線形光学材料 - Google Patents
有機非線形光学材料Info
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- JPH0580371A JPH0580371A JP23972691A JP23972691A JPH0580371A JP H0580371 A JPH0580371 A JP H0580371A JP 23972691 A JP23972691 A JP 23972691A JP 23972691 A JP23972691 A JP 23972691A JP H0580371 A JPH0580371 A JP H0580371A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
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- nonlinear optical
- optical material
- benzene ring
- organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非線形光学材料における従来技術の持つ諸問
題を解決しようとするもので、高効率で、安定性も高
く、単結晶で得ることができ、取り扱い易くしかも安価
な有機非線形光学材料を提供する事にある。 【構成】 下記の一般式 「化１」Ｒ1 −Φ1 −ＮＨＮ＝ＣＨ−Φ2 −Ｒ2 式中、Φ1 はベンゼン環を表し、Φ2 はベンゼン環また
はピリジン環を表し、Ｒ1 は低級アルキル基またはアル
コキシ基を表し、Ｒ2は水素原子、ニトロ基またはシア
ノ基を表す、で示されるヒドラゾン化合物からなる有機
非線形光学材料。
題を解決しようとするもので、高効率で、安定性も高
く、単結晶で得ることができ、取り扱い易くしかも安価
な有機非線形光学材料を提供する事にある。 【構成】 下記の一般式 「化１」Ｒ1 −Φ1 −ＮＨＮ＝ＣＨ−Φ2 −Ｒ2 式中、Φ1 はベンゼン環を表し、Φ2 はベンゼン環また
はピリジン環を表し、Ｒ1 は低級アルキル基またはアル
コキシ基を表し、Ｒ2は水素原子、ニトロ基またはシア
ノ基を表す、で示されるヒドラゾン化合物からなる有機
非線形光学材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光波長変換効率の高い有
機非線形光学材料に関する。
機非線形光学材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】非線形光学材料は、光高調波発生、光混
合等の光波長変換や、光メモリー及び電気光学効果の用
途に使用される材料であって、更に将来、光論理演算を
可能にするものとして期待されており、オプトエレクト
ロニクス及びエレクトロニクスの分野で利用されるもの
である。
合等の光波長変換や、光メモリー及び電気光学効果の用
途に使用される材料であって、更に将来、光論理演算を
可能にするものとして期待されており、オプトエレクト
ロニクス及びエレクトロニクスの分野で利用されるもの
である。
【０００３】これまで非線形光学材料として実用化され
ているものとしては、ＫＤＰ（ＫＨ2 ＰＯ4 ）、ＬｉＮ
ｂＯ3 等の無機系材料があげられる。しかし、これらの
非線形光学材料としての光波長変換効率は低く、従って
極めて強度の高いレーザー等で用いられるのみで応用範
囲が比較的限られていた。また、高価であり、任意の形
状のものを作成し難い等の難点も有していた。
ているものとしては、ＫＤＰ（ＫＨ2 ＰＯ4 ）、ＬｉＮ
ｂＯ3 等の無機系材料があげられる。しかし、これらの
非線形光学材料としての光波長変換効率は低く、従って
極めて強度の高いレーザー等で用いられるのみで応用範
囲が比較的限られていた。また、高価であり、任意の形
状のものを作成し難い等の難点も有していた。
【０００４】一方有機系材料は、尿素、ＭＮＡ（２−メ
チル−４−ニトロアニリン）等かなり高い効率の非線形
光学効果を有するものが見いだされ、非常に注目される
事となった（たとえば、吉野勝美編著“電子光機能性高
分子 第４２章Ｐ１１１”）。
チル−４−ニトロアニリン）等かなり高い効率の非線形
光学効果を有するものが見いだされ、非常に注目される
事となった（たとえば、吉野勝美編著“電子光機能性高
分子 第４２章Ｐ１１１”）。
【０００５】ヒドラゾン化合物からなる有機非線形光学
材料についても、既にいくつかの提案があり、ヒドラゾ
ン骨格のＮ側にニトロ置換ベンゼン環を導入したもの
（特開昭６２−２１０４３１号公報）、ヒドラゾン骨格
に複素環基、アリール基、アラルキル基、アルキル基等
を導入したもの（特開昭６３−１６３８２７号公報）、
ヒドラゾン骨格の両側に共にドナー性或いはアクセプタ
ー性の置換基を持った芳香環或いはヘテロ環を導入した
もの（特開昭６３−１６３８２７号公報）、ヒドラゾン
骨格のＮ側にニトロ置換芳香環乃至ヘテロ芳香環を導入
しＣ側に光学活性基を導入したもの（特開昭６４−８６
１２０号公報）等が知られている。
材料についても、既にいくつかの提案があり、ヒドラゾ
ン骨格のＮ側にニトロ置換ベンゼン環を導入したもの
（特開昭６２−２１０４３１号公報）、ヒドラゾン骨格
に複素環基、アリール基、アラルキル基、アルキル基等
を導入したもの（特開昭６３−１６３８２７号公報）、
ヒドラゾン骨格の両側に共にドナー性或いはアクセプタ
ー性の置換基を持った芳香環或いはヘテロ環を導入した
もの（特開昭６３−１６３８２７号公報）、ヒドラゾン
骨格のＮ側にニトロ置換芳香環乃至ヘテロ芳香環を導入
しＣ側に光学活性基を導入したもの（特開昭６４−８６
１２０号公報）等が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、これ
らの有機非線形光学材料は、効率が余り高くない；融点
が低い；安定性に劣り劣化し易い；光損傷を受け易い；
結晶化、薄膜化ができない；加工性に乏しい；高価であ
る；等何れかの点でそれぞれ特有の難点を持っている場
合が多かった。
らの有機非線形光学材料は、効率が余り高くない；融点
が低い；安定性に劣り劣化し易い；光損傷を受け易い；
結晶化、薄膜化ができない；加工性に乏しい；高価であ
る；等何れかの点でそれぞれ特有の難点を持っている場
合が多かった。
【０００７】非線形光学効果の中でも、特に第２高調波
発生（ＳＨＧ）等の２次の現象を発現させるには、その
材料は反転対象中心を欠く等の特有の結晶の対象条件を
満たす必要があり、これはその分子構造、結晶構造にあ
る制限を課す事となる。また実用的には上記材料を単結
晶にするなど、ＳＨＧに際して位相整合を可能にするこ
とも重要となる。
発生（ＳＨＧ）等の２次の現象を発現させるには、その
材料は反転対象中心を欠く等の特有の結晶の対象条件を
満たす必要があり、これはその分子構造、結晶構造にあ
る制限を課す事となる。また実用的には上記材料を単結
晶にするなど、ＳＨＧに際して位相整合を可能にするこ
とも重要となる。
【０００８】本発明は、非線形光学材料における従来技
術の持つ諸問題を解決しようとするもので、高効率で、
安定性も高く、単結晶で得ることができ、取り扱い易く
しかも安価な有機非線形光学材料を提供する事を目的と
している。
術の持つ諸問題を解決しようとするもので、高効率で、
安定性も高く、単結晶で得ることができ、取り扱い易く
しかも安価な有機非線形光学材料を提供する事を目的と
している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記諸問題を解決するた
め鋭意検討の結果、下記の一般式 「化１」Ｒ1 −Φ1 −ＮＨＮ＝ＣＨ−Φ2 −Ｒ2 式中、Φ1 はベンゼン環を表し、Φ2 はベンゼン環また
はピリジン環を表し、Ｒ1 は低級アルキル基またはアル
コキシ基を表し、Ｒ2 は水素原子、ニトロ基またはシア
ノ基を表す、で示されるヒドラゾン化合物が上記目的に
適合した有機非線形光学材料であることを見いだした。
め鋭意検討の結果、下記の一般式 「化１」Ｒ1 −Φ1 −ＮＨＮ＝ＣＨ−Φ2 −Ｒ2 式中、Φ1 はベンゼン環を表し、Φ2 はベンゼン環また
はピリジン環を表し、Ｒ1 は低級アルキル基またはアル
コキシ基を表し、Ｒ2 は水素原子、ニトロ基またはシア
ノ基を表す、で示されるヒドラゾン化合物が上記目的に
適合した有機非線形光学材料であることを見いだした。
【００１０】
【作用】本発明に用いるヒドラゾン化合物は、分子内に
ヒドラゾン骨格を有するという点では、従来の公知物質
と共通している。また、有機非線形光学材料は、一般に
分子内に電子受容性基（アクセプター）と電子供与性基
（ドナー）とを有しており、強い分極を示すものである
が、この様な属性を示す点でも従来のものと共通してい
る。
ヒドラゾン骨格を有するという点では、従来の公知物質
と共通している。また、有機非線形光学材料は、一般に
分子内に電子受容性基（アクセプター）と電子供与性基
（ドナー）とを有しており、強い分極を示すものである
が、この様な属性を示す点でも従来のものと共通してい
る。
【００１１】しかしながら、本発明に用いる「化１」の
ヒドラゾン化合物は、ヒドラゾン骨格の窒素原子の一方
のみにアルキル基或いはアルコキシ基等の電子供与性基
を有するベンゼン環が結合し、炭素原子の一方のみに電
子受容性であるニトロ基或いはシアノ基を有するベンゼ
ン環或いはピリジン環が結合していることが、化学構造
上の特徴といえよう。
ヒドラゾン化合物は、ヒドラゾン骨格の窒素原子の一方
のみにアルキル基或いはアルコキシ基等の電子供与性基
を有するベンゼン環が結合し、炭素原子の一方のみに電
子受容性であるニトロ基或いはシアノ基を有するベンゼ
ン環或いはピリジン環が結合していることが、化学構造
上の特徴といえよう。
【００１２】このヒドラゾン化合物は、後述する例に示
すとおり、高い効率の第２高調波発生（ＳＨＧ）を示
し、単結晶の生成が容易で、得られる単結晶は一般に斜
方晶系で点群Ｐｎａ２に属し、反転対称を持たず、位相
整合が可能であるという利点を有する。
すとおり、高い効率の第２高調波発生（ＳＨＧ）を示
し、単結晶の生成が容易で、得られる単結晶は一般に斜
方晶系で点群Ｐｎａ２に属し、反転対称を持たず、位相
整合が可能であるという利点を有する。
【００１３】
【発明の好適態様】上記「化１」の化合物において、Ｒ
1 のアルキル基としては、メチル基が好ましいが、他に
エチル基、プロピル基、ブチル基等の低級アルキルであ
ってもよく、またアルコキシ基としてはメトキシ基が好
ましいが、他にエトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基
等の低級アルコキシ基等であってもよい。
1 のアルキル基としては、メチル基が好ましいが、他に
エチル基、プロピル基、ブチル基等の低級アルキルであ
ってもよく、またアルコキシ基としてはメトキシ基が好
ましいが、他にエトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基
等の低級アルコキシ基等であってもよい。
【００１４】好適な化合物の例は次の通りであるが、本
発明は勿論これに限定されない。
発明は勿論これに限定されない。
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【００１５】これらのヒドラゾン化合物は、一般に式
【化６】Ｒ1 −Φ1 −ＮＨＮＨ2 で表されるヒドラジン誘導体と、式
【化７】ＯＨＣ−Φ2 −Ｒ2 で表されるアルデヒドとを縮合させることにより得るこ
とができる。
とができる。
【００１６】上記ヒドラゾン化合物は、溶液或いは溶融
物の形から結晶状態或いはその他の状態として得られ、
非線形光学素子用の素材として用いることができる。
物の形から結晶状態或いはその他の状態として得られ、
非線形光学素子用の素材として用いることができる。
【００１７】
【実施例】以下本発明の実施例を具体的に示すが、本発
明は何らこの実施例に限定されるものでない。
明は何らこの実施例に限定されるものでない。
【００１８】実施例１ 「化２」のｐ−ニトロベンズアルデヒド−ｐ−トリルヒ
ドラゾンを下記の方法で合成した。ｐ−ニトロベンズア
ルデヒド１９．６ｇを酢酸１００mlに溶解した後に、塩
酸ｐ−トリルヒドラジン２０．６ｇを水１００mlに溶解
した溶液を添加して、約５０℃で反応し、室温まで冷却
して析出物を濾取した。この結晶をエタノールで再結晶
して、２５ｇの橙色針状結晶を得た。融点は１６５．２
℃であった。
ドラゾンを下記の方法で合成した。ｐ−ニトロベンズア
ルデヒド１９．６ｇを酢酸１００mlに溶解した後に、塩
酸ｐ−トリルヒドラジン２０．６ｇを水１００mlに溶解
した溶液を添加して、約５０℃で反応し、室温まで冷却
して析出物を濾取した。この結晶をエタノールで再結晶
して、２５ｇの橙色針状結晶を得た。融点は１６５．２
℃であった。
【００１９】この物質の粉末をガラス板２枚で０．５mm
の間隔ではさみ、これにＱ−スイッチＹＡＧレーザー光
（波長１．０６４μｍ、ピークパワー５０ＭＷ）を照射
し、得られた緑色の第２高調波（０．５３２μｍ）をバ
イプラナー型光電管で測定した。その結果、変換された
第２高調波の強度は入射光のＹＡＧレーザー強度の２乗
に比例した。また、参照試料として尿素（ＵＲＥＡ）を
同一条件で設置し、同一強度のＹＡＧレーザーを同一条
件で照射した時に得られた第２高調波の強度とを比較し
た結果を表１に示す。
の間隔ではさみ、これにＱ−スイッチＹＡＧレーザー光
（波長１．０６４μｍ、ピークパワー５０ＭＷ）を照射
し、得られた緑色の第２高調波（０．５３２μｍ）をバ
イプラナー型光電管で測定した。その結果、変換された
第２高調波の強度は入射光のＹＡＧレーザー強度の２乗
に比例した。また、参照試料として尿素（ＵＲＥＡ）を
同一条件で設置し、同一強度のＹＡＧレーザーを同一条
件で照射した時に得られた第２高調波の強度とを比較し
た結果を表１に示す。
【００２０】又、ｐ−ニトロベンズアルデヒド−ｐ−ト
リルヒドラゾンをアセトンにとかして調整した単結晶の
Ｘ線回折により結晶構造解析を行った。その結果、結晶
は斜方晶系で点群Ｐｎａ２に属し、反転対称を持たず、
かつ位相整合が可能であった。
リルヒドラゾンをアセトンにとかして調整した単結晶の
Ｘ線回折により結晶構造解析を行った。その結果、結晶
は斜方晶系で点群Ｐｎａ２に属し、反転対称を持たず、
かつ位相整合が可能であった。
【００２１】実施例２〜４ 「化３」のｐ−シアノベンズアルデヒド−ｐ−メトキシ
フェニルヒドラゾン、「化４」のニコチンアルデヒド−
ｐ−メトキシフェニルヒドラゾン、「化５」のｐ−シア
ノベンズアルデヒド−ｐ−メチルフェニルヒドラゾン。
実施例１におけるｐ−ニトロベンズアルデヒドとｐ−ト
リルヒドラジンの代わりにｐ−シアノベンズアルデヒド
とｐ−メトキシフェニルヒドラジン、ニコチンアルデヒ
ドとｐ−メトキシフェニルヒドラジン及びｐ−シアノベ
ンズアルデヒドとｐ−メチルフェニルヒドラジンを用い
て実施例１と同様な方法でヒドラゾンを合成した。
フェニルヒドラゾン、「化４」のニコチンアルデヒド−
ｐ−メトキシフェニルヒドラゾン、「化５」のｐ−シア
ノベンズアルデヒド−ｐ−メチルフェニルヒドラゾン。
実施例１におけるｐ−ニトロベンズアルデヒドとｐ−ト
リルヒドラジンの代わりにｐ−シアノベンズアルデヒド
とｐ−メトキシフェニルヒドラジン、ニコチンアルデヒ
ドとｐ−メトキシフェニルヒドラジン及びｐ−シアノベ
ンズアルデヒドとｐ−メチルフェニルヒドラジンを用い
て実施例１と同様な方法でヒドラゾンを合成した。
【００２２】得られた結晶の第２高調波の強度を実施例
１と全く同様に測定し結果を表１に示す。
１と全く同様に測定し結果を表１に示す。
【００２３】実施例１と同様に調製した各単結晶は斜方
晶系で、点群Ｐｎａ２に属し反転対称を持たず、かつ位
相整合が可能であった。
晶系で、点群Ｐｎａ２に属し反転対称を持たず、かつ位
相整合が可能であった。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】本発明のヒドラゾン化合物は、非線形光
学効果なかでも高いＳＨＧ活性を有する。従来知られて
いる有機物系のＳＨＧ活性を持つ物質の欠点、即ち融点
が低い、安定性に劣る、加工性が乏しい、高価である等
の欠点に対して、本発明の化合物はその高いＳＨＧ活性
により、光波長変換、光増幅、光整流、光スイッチ等、
さまざまな用途に利用でき、オプトエレクトロニクスの
発展に寄与できる。
学効果なかでも高いＳＨＧ活性を有する。従来知られて
いる有機物系のＳＨＧ活性を持つ物質の欠点、即ち融点
が低い、安定性に劣る、加工性が乏しい、高価である等
の欠点に対して、本発明の化合物はその高いＳＨＧ活性
により、光波長変換、光増幅、光整流、光スイッチ等、
さまざまな用途に利用でき、オプトエレクトロニクスの
発展に寄与できる。
Claims (1)
- 【請求項１】 下記の一般式 【化１】Ｒ1 −Φ1 −ＮＨＮ＝ＣＨ−Φ2 −Ｒ2 式中、Φ1 はベンゼン環を表し、Φ2 はベンゼン環また
はピリジン環を表し、Ｒ1 は低級アルキル基またはアル
コキシ基を表し、Ｒ2は水素原子、ニトロ基またはシア
ノ基を表す、で示されるヒドラゾン化合物からなること
を特徴とする有機非線形光学材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23972691A JPH0580371A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 有機非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23972691A JPH0580371A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 有機非線形光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0580371A true JPH0580371A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17049015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23972691A Pending JPH0580371A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 有機非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0580371A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234154A (ja) * | 1999-12-14 | 2001-08-28 | Hayashibara Biochem Lab Inc | 光吸収材とその用途 |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP23972691A patent/JPH0580371A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234154A (ja) * | 1999-12-14 | 2001-08-28 | Hayashibara Biochem Lab Inc | 光吸収材とその用途 |
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