JPH06148702A - 配向された高分子非線形光学素子 - Google Patents
配向された高分子非線形光学素子Info
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- JPH06148702A JPH06148702A JP30370892A JP30370892A JPH06148702A JP H06148702 A JPH06148702 A JP H06148702A JP 30370892 A JP30370892 A JP 30370892A JP 30370892 A JP30370892 A JP 30370892A JP H06148702 A JPH06148702 A JP H06148702A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 配向された高分子非線形光学素子の提供
【構成】 ニトロ基、アルデヒド基を含有する共役化合
物で、非線形光学特性を発現しうる材料がフェノキシ樹
脂担体中に含有されてなり、かつ当該化合物が該担体中
において双極子モーメントの方向が膜厚方向に配向され
るように含有されている非線形光学素子。
物で、非線形光学特性を発現しうる材料がフェノキシ樹
脂担体中に含有されてなり、かつ当該化合物が該担体中
において双極子モーメントの方向が膜厚方向に配向され
るように含有されている非線形光学素子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報伝送材料、光記
録技術分野における短波長変換、パラメトリック発振、
屈折率変化等を主とした配向された非線形光学素子に関
するものである。
録技術分野における短波長変換、パラメトリック発振、
屈折率変化等を主とした配向された非線形光学素子に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】有機材料の非線形光学特性が、既存の無
機化合物に比べて大きい事が、近年知られてきた。非線
形光学効果とは、例えばレーザー光のような強い光電場
を物質に印加した時、その物質の電気分極応答が印加電
界の大きさの一次に比例する関係から、レーザー光の電
界大きさの二次以上の高次の効果があらわれることを言
う。
機化合物に比べて大きい事が、近年知られてきた。非線
形光学効果とは、例えばレーザー光のような強い光電場
を物質に印加した時、その物質の電気分極応答が印加電
界の大きさの一次に比例する関係から、レーザー光の電
界大きさの二次以上の高次の効果があらわれることを言
う。
【０００３】二次の非線形光学には、入射光の波長を１
／２の波長に変換する第２高調波発生、１種類の波長の
光を２種類の光に変換させるパラメトリック発振、逆に
２種類の波長の光から１種類の波長の光を発現させる二
光波混合などがある。これらの諸特性から、大きな技術
発展が期待される光データ／光情報処理や、光通信に用
いられる光スイッチ、光メモリー、あるいは、光情報記
憶素子として使用される可能性が高い。特に、近年、光
記録分野では、記録符号の読み取り、あるいは書き込み
の波長の短波長化が、高密度の記録を行う上で強く要望
されるようになってきた。操作性、簡便性の観点から、
半導体レーザーが主として用いられてきているが、既存
の半導体材料の組み合わせでは、一般に６３０ｎｍより
短い波長の発光を生起する事は困難であると言われてい
る。この観点から、ここに述べた二次の非線形光学特性
を利用して、第二高調波発生により、紫外領域に近い青
色発光の材料が、詳しく検討され、ニオブ酸リチウムＫ
ＴＰ，ＢＢＯに代表される無機材料での応用が積極的に
研究されている。しかしながら、この様な状態での波長
変換の操作は、結晶の複屈折を利用した位相整合条件を
満足した時にのみ、活性が高くなるという現象であり、
この条件を揃えるための、空間配置の決定など、非常に
煩雑な操作が必要であり、かつ外部温度、湿度により複
屈折の挙動が変化する事も多く、実用上問題が多い。
／２の波長に変換する第２高調波発生、１種類の波長の
光を２種類の光に変換させるパラメトリック発振、逆に
２種類の波長の光から１種類の波長の光を発現させる二
光波混合などがある。これらの諸特性から、大きな技術
発展が期待される光データ／光情報処理や、光通信に用
いられる光スイッチ、光メモリー、あるいは、光情報記
憶素子として使用される可能性が高い。特に、近年、光
記録分野では、記録符号の読み取り、あるいは書き込み
の波長の短波長化が、高密度の記録を行う上で強く要望
されるようになってきた。操作性、簡便性の観点から、
半導体レーザーが主として用いられてきているが、既存
の半導体材料の組み合わせでは、一般に６３０ｎｍより
短い波長の発光を生起する事は困難であると言われてい
る。この観点から、ここに述べた二次の非線形光学特性
を利用して、第二高調波発生により、紫外領域に近い青
色発光の材料が、詳しく検討され、ニオブ酸リチウムＫ
ＴＰ，ＢＢＯに代表される無機材料での応用が積極的に
研究されている。しかしながら、この様な状態での波長
変換の操作は、結晶の複屈折を利用した位相整合条件を
満足した時にのみ、活性が高くなるという現象であり、
この条件を揃えるための、空間配置の決定など、非常に
煩雑な操作が必要であり、かつ外部温度、湿度により複
屈折の挙動が変化する事も多く、実用上問題が多い。
【０００４】近年、これらの無機材料に対して、２―メ
チル―４―ニトロアニリン（ＭＮＡ）に代表される大き
い性能を有する有機化合物は、単結晶の形態でデバイス
材料への開発が行われている。しかし有機結晶は、機械
的特性や耐熱性が低いことが難点となっている。一般に
第２高調波発生能は分子内での分極が大きく、かつその
分極の寄与が大きくなる長い共役系ほど大きくなるが、
このように分極を増大させると固体化の際、結晶が成長
する段階で分子の配向がその分極を打ち消し合うように
空間的に安定化し反転対称性の構造が優先的に形成され
るため光学素子として非線形光学効果が発現しないこと
が多い。かかる観点から、分子１ヶの双極子モーメント
の活性が固体状の集合体でも残存するような工夫が種々
なされているが、高い電場を印加する事で双極子の方向
を揃える事が可能となる場合があり、通常コロナ放電処
理として知られている。このコロナ放電処理が可能とな
るためには、非線形光学材料が適当な媒体に溶解、分子
分散している事が必要で、ポリマーを担体としたフィル
ム中などに溶解して処理する事で、容易に達成できる。
チル―４―ニトロアニリン（ＭＮＡ）に代表される大き
い性能を有する有機化合物は、単結晶の形態でデバイス
材料への開発が行われている。しかし有機結晶は、機械
的特性や耐熱性が低いことが難点となっている。一般に
第２高調波発生能は分子内での分極が大きく、かつその
分極の寄与が大きくなる長い共役系ほど大きくなるが、
このように分極を増大させると固体化の際、結晶が成長
する段階で分子の配向がその分極を打ち消し合うように
空間的に安定化し反転対称性の構造が優先的に形成され
るため光学素子として非線形光学効果が発現しないこと
が多い。かかる観点から、分子１ヶの双極子モーメント
の活性が固体状の集合体でも残存するような工夫が種々
なされているが、高い電場を印加する事で双極子の方向
を揃える事が可能となる場合があり、通常コロナ放電処
理として知られている。このコロナ放電処理が可能とな
るためには、非線形光学材料が適当な媒体に溶解、分子
分散している事が必要で、ポリマーを担体としたフィル
ム中などに溶解して処理する事で、容易に達成できる。
【０００５】一般に担体としてポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等が検討さ
れている。ＰＭＭＡは、ポリマー自体が、有機溶媒に討
する溶解性が良好であり、かつ、得られるフィルムの均
一性、透明性が比較的良好であるといわれている。しか
しながら、一般には、非線形光学材料に対する溶解性は
余り大きくなく、これまでにも検討されてきている様な
例として、染料のデスパースレッド―１を含むフィルム
を作成するに際してはこの染料を高濃度に存在させる事
が困難な傾向にある。ポリマーに対して１０重量％以上
該化合物を担体中に加えると、均一に分子分散すること
はむずかしく、相分離を生じ、染料化合物が凝集、結晶
化し均一性、透明性が著しく低下する事が観測される。
例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を担体
とし、非線形光学効果を有するアゾ化合物を添加、分子
分散したフィルムを作製し、ガラス転移点以上の温度に
保持した状態にて電圧を印加し、該分子の双極子の方向
を揃える事でＳＨＧが観測されることが、アプライドフ
ィジックスレター４９巻２４８頁（１９８６年）（Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４９、２４８（１９８
６））に記述されている。
ト（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等が検討さ
れている。ＰＭＭＡは、ポリマー自体が、有機溶媒に討
する溶解性が良好であり、かつ、得られるフィルムの均
一性、透明性が比較的良好であるといわれている。しか
しながら、一般には、非線形光学材料に対する溶解性は
余り大きくなく、これまでにも検討されてきている様な
例として、染料のデスパースレッド―１を含むフィルム
を作成するに際してはこの染料を高濃度に存在させる事
が困難な傾向にある。ポリマーに対して１０重量％以上
該化合物を担体中に加えると、均一に分子分散すること
はむずかしく、相分離を生じ、染料化合物が凝集、結晶
化し均一性、透明性が著しく低下する事が観測される。
例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を担体
とし、非線形光学効果を有するアゾ化合物を添加、分子
分散したフィルムを作製し、ガラス転移点以上の温度に
保持した状態にて電圧を印加し、該分子の双極子の方向
を揃える事でＳＨＧが観測されることが、アプライドフ
ィジックスレター４９巻２４８頁（１９８６年）（Ａｐ
ｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，４９、２４８（１９８
６））に記述されている。
【０００６】また、非線形光学効果を大きくする他の方
法として、該化合物の配向度を向上させるために大きな
電場を印加させる事が挙げられるが、多くの場合、ＰＭ
ＭＡは、耐電圧特性が余り高くなく、該化合物を含んだ
ポリマーフィルムに高電圧を加えると、絶縁破壊が起こ
り、十分な配向度を得る事は困難である。このような問
題点を克服するために、発明者は鋭意検討を進めた結
果、本発明に到達した。即ち、染料分散媒ポリマーとし
てフェノキシ樹脂を用いると、これらの欠点が克服で
き、さらに、フェノキシ樹脂に、上記一般式（１）で表
される非線形光学材料分子を高濃度に含有させる事が可
能であり、併せて、高電界を印加しても担体が破壊する
事なく該分子の配向を高度に制御する事が可能となるこ
とが認められ、本発明に到達したものである。
法として、該化合物の配向度を向上させるために大きな
電場を印加させる事が挙げられるが、多くの場合、ＰＭ
ＭＡは、耐電圧特性が余り高くなく、該化合物を含んだ
ポリマーフィルムに高電圧を加えると、絶縁破壊が起こ
り、十分な配向度を得る事は困難である。このような問
題点を克服するために、発明者は鋭意検討を進めた結
果、本発明に到達した。即ち、染料分散媒ポリマーとし
てフェノキシ樹脂を用いると、これらの欠点が克服で
き、さらに、フェノキシ樹脂に、上記一般式（１）で表
される非線形光学材料分子を高濃度に含有させる事が可
能であり、併せて、高電界を印加しても担体が破壊する
事なく該分子の配向を高度に制御する事が可能となるこ
とが認められ、本発明に到達したものである。
【０００７】すなわち、本発明は、非線形光学特性を有
する下記一般式（１）で表される有機化合物が該化合物
を担持するフェノキシ樹脂担体中にて高濃度に含有され
てなり、かつ該化合物の双極子モーメントが担体の膜厚
方向に配向されている事を特徴とする非線形光学素子に
関するものである。ここで述べる非線形光学特性を有す
る化合物とは、下記一般式（１）
する下記一般式（１）で表される有機化合物が該化合物
を担持するフェノキシ樹脂担体中にて高濃度に含有され
てなり、かつ該化合物の双極子モーメントが担体の膜厚
方向に配向されている事を特徴とする非線形光学素子に
関するものである。ここで述べる非線形光学特性を有す
る化合物とは、下記一般式（１）
【０００８】
【化２】 （Ｒ）m ―Ａｒ―（ＣＨ＝ＣＨ）n ―Ｒo （１） ［但しｍ、ｎは、１、２または３を表す。Ａｒは、炭素
数５〜１４の芳香族基を表す。Ｒは、Ｒ1 ―Ｏ―で表さ
れるエーテル基、Ｒ2 Ｒ3 Ｎ―で表されるアミノ基、Ｒ
4 ―Ｓ―で表されるチオエーテル基、叉は、Ｒ5 ―の炭
化水素基（Ｒ1 ―Ｒ5 は、同一または異なる炭素数１〜
３の１価の炭化水素基、または水素原子を表す）から選
ばれる官能基であり、Ｒo は―ＣＨＯ基もしくは―ＮＯ
2 である］で表される化合物である。
数５〜１４の芳香族基を表す。Ｒは、Ｒ1 ―Ｏ―で表さ
れるエーテル基、Ｒ2 Ｒ3 Ｎ―で表されるアミノ基、Ｒ
4 ―Ｓ―で表されるチオエーテル基、叉は、Ｒ5 ―の炭
化水素基（Ｒ1 ―Ｒ5 は、同一または異なる炭素数１〜
３の１価の炭化水素基、または水素原子を表す）から選
ばれる官能基であり、Ｒo は―ＣＨＯ基もしくは―ＮＯ
2 である］で表される化合物である。
【０００９】芳香族基・Ａｒへの置換基としては、ヒド
ロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、Ｎ
―メチルアミノ基、Ｎ―エチルアミノ基、Ｎ―プロビル
アミノ基、Ｎ―ブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ―ジメチルアミ
ノ基、Ｎ，Ｎ―ジエチルアミノ基、Ｎ―メチル―Ｎ―エ
チルアミノ基、メチルチオ基、エチルチオ基、メチル
基、エチル基、等などをあげる事が出来る。
ロキシ基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、Ｎ
―メチルアミノ基、Ｎ―エチルアミノ基、Ｎ―プロビル
アミノ基、Ｎ―ブチルアミノ基、Ｎ，Ｎ―ジメチルアミ
ノ基、Ｎ，Ｎ―ジエチルアミノ基、Ｎ―メチル―Ｎ―エ
チルアミノ基、メチルチオ基、エチルチオ基、メチル
基、エチル基、等などをあげる事が出来る。
【００１０】前記化合物（１）における芳香族基Ａｒと
しては、ピリジル、フェニル、ナフチル、アントリル、
ビフェニル、インドリル、ベンゾオキサゾニル、ベンゾ
チアゾニル、カルバゾニル環らをあげる事が出来る。
しては、ピリジル、フェニル、ナフチル、アントリル、
ビフェニル、インドリル、ベンゾオキサゾニル、ベンゾ
チアゾニル、カルバゾニル環らをあげる事が出来る。
【００１１】本発明において用いられるこれらの化合物
の具体例としては、５―［４―（ジメチルアミノ）フェ
ニル］―２、４―ペンタジエナール，５―［４―メトキ
シフェニル］―２、４―ペンタジエナール，５―フェニ
ル―２、４―ペンタジエナール，７―［４―（ジメチル
アミノ）フェニル―］―２、４―６―ヘプタトリエナー
ル，７―［４―メトキシフェニル］―２、４、６―ヘプ
タトリエナール，４―ジメチルアミノシンナムアルデヒ
ド，２―メトキシ―４―（２―ニトロビニル）フェノー
ル，１―（４―メトキシフェニル）―２―ニトロエテ
ン，１―（３―メトキシフェニル）―２―ニトロエテ
ン，１―（２―クロロフェニル）―２―ニトロエテン等
の化合物を挙げることができるが、これらに限定される
ものではない。
の具体例としては、５―［４―（ジメチルアミノ）フェ
ニル］―２、４―ペンタジエナール，５―［４―メトキ
シフェニル］―２、４―ペンタジエナール，５―フェニ
ル―２、４―ペンタジエナール，７―［４―（ジメチル
アミノ）フェニル―］―２、４―６―ヘプタトリエナー
ル，７―［４―メトキシフェニル］―２、４、６―ヘプ
タトリエナール，４―ジメチルアミノシンナムアルデヒ
ド，２―メトキシ―４―（２―ニトロビニル）フェノー
ル，１―（４―メトキシフェニル）―２―ニトロエテ
ン，１―（３―メトキシフェニル）―２―ニトロエテ
ン，１―（２―クロロフェニル）―２―ニトロエテン等
の化合物を挙げることができるが、これらに限定される
ものではない。
【００１２】これらの芳香族共役化合物は、一般に高分
子材料に溶解、または分散される。本発明においては、
この化合物を非常に高濃度に分散、担持する材料とし
て、フェノキシ樹脂もしくはその誘導体が用いられる。
子材料に溶解、または分散される。本発明においては、
この化合物を非常に高濃度に分散、担持する材料とし
て、フェノキシ樹脂もしくはその誘導体が用いられる。
【００１３】かかる本発明で使用されるフェノキシ樹脂
とは、エピクロルヒドリンと二価フェノールの反応によ
り合成される。この二価のフェノールとしては、フェノ
ールの結合種がイソプロピリデンのビスフェノールＡ、
メチレンのビスフェノールＦ、スルホニル基のビスフェ
ノールＳ、あるいは臭素などの置換基を有するビスフェ
ノールＡタイプ等をあげる事が出来るが、これからも分
かる通り該主鎖が芳香族基を含むと共に側鎖に―ＯＨを
有する極性ポリマーであり、非線形性を示す前記一般式
（１）の化合物の有する電子供与性基や電子吸引性基の
極性基との間で静電的相互作用が生じ、この効果によっ
て、該化合物はフェノキシ樹脂中にて高濃度に安定に存
在すると推測出来る。したがって、該化合物は、該樹脂
中にて凝集、結晶化、相分離することなく多量に存在で
き、大きな非線形性を有する材料となりうる。
とは、エピクロルヒドリンと二価フェノールの反応によ
り合成される。この二価のフェノールとしては、フェノ
ールの結合種がイソプロピリデンのビスフェノールＡ、
メチレンのビスフェノールＦ、スルホニル基のビスフェ
ノールＳ、あるいは臭素などの置換基を有するビスフェ
ノールＡタイプ等をあげる事が出来るが、これからも分
かる通り該主鎖が芳香族基を含むと共に側鎖に―ＯＨを
有する極性ポリマーであり、非線形性を示す前記一般式
（１）の化合物の有する電子供与性基や電子吸引性基の
極性基との間で静電的相互作用が生じ、この効果によっ
て、該化合物はフェノキシ樹脂中にて高濃度に安定に存
在すると推測出来る。したがって、該化合物は、該樹脂
中にて凝集、結晶化、相分離することなく多量に存在で
き、大きな非線形性を有する材料となりうる。
【００１４】これら樹脂の重量平均分子量は１０００か
ら１００万の範囲が適当であり、好ましくは５０００か
ら５０万の範囲である。分子量が小さすぎる場合、添加
する非線形性を有する化合物との相互作用は小さくなっ
てしまい、かつ材料としての強度が不足してしまう。ま
た１００万より大きいと、該化合物を均一に溶解、分散
させるのに必要な溶媒との溶解性が下がり、成形加工性
にも問題が生じる。
ら１００万の範囲が適当であり、好ましくは５０００か
ら５０万の範囲である。分子量が小さすぎる場合、添加
する非線形性を有する化合物との相互作用は小さくなっ
てしまい、かつ材料としての強度が不足してしまう。ま
た１００万より大きいと、該化合物を均一に溶解、分散
させるのに必要な溶媒との溶解性が下がり、成形加工性
にも問題が生じる。
【００１５】フェノキシ樹脂に加える前記化合物（１）
の添加濃度は特に制限はなく、大きいほど非線形光学材
料としての性能を発揮するが、好ましくは該樹脂１００
重量部に対して５重量部以上、特に好ましくは１０重量
部以上である。
の添加濃度は特に制限はなく、大きいほど非線形光学材
料としての性能を発揮するが、好ましくは該樹脂１００
重量部に対して５重量部以上、特に好ましくは１０重量
部以上である。
【００１６】かかる材料の非線形特性を得るには、非線
形光学化合物である前記一般式（１）の化合物の双極子
モーメントを膜厚方向に配向させることは必須である。
上記方法を実施するにあたり、非線形光学活性な化合物
の双極子モーメントの方向を担持体の内部で揃えるため
に、直流電場を印加することが好ましい。この高電場の
印加方法としては、ポリマー担持体が有効に帯電すれば
よく、各種の方法が考えられるが、コロナ放電による方
法を用いると容易に達成することが可能となる。
形光学化合物である前記一般式（１）の化合物の双極子
モーメントを膜厚方向に配向させることは必須である。
上記方法を実施するにあたり、非線形光学活性な化合物
の双極子モーメントの方向を担持体の内部で揃えるため
に、直流電場を印加することが好ましい。この高電場の
印加方法としては、ポリマー担持体が有効に帯電すれば
よく、各種の方法が考えられるが、コロナ放電による方
法を用いると容易に達成することが可能となる。
【００１７】コロナ放電とは、図１に示した通り平板状
電極１５と針状電極１２との間に、直流電源１１により
高電圧、例えば１ＫＶ以上、好ましくは５〜１５ＫＶの
電圧を印加して、コロナ放電を発生させ、該ポリマー担
持体１３を帯電させるものである。この時の現象として
は、空気中の分子がイオン化して、平板電極の方向にイ
オンが飛翔し、結果的にポリマー担持体にイオンが多数
蓄積され、上部電極とガラス担持体表面とが電位が等し
くなるまで放電が継続することになる。この間、担持体
表面１３と平板電極１５との間には、印加した電位差が
生じており、担持体中の非線形光学材料の有機化合物は
電場と平行にその双極子モーメントが保持されることに
なる。即ち、ポリマー担持体膜厚方向に、配向が揃う形
になる。かかる方法を、上記一般式（１）で示される化
合物を分散したフェノキシ樹脂を担持体とした非線形光
学材料に適応した場合、通常よく使用されるＰＭＭＡに
比べて高電界を付与することができる。したがって該化
合物を十分に配向させることができ、非線形性能をさら
に発揮させられる材料となりうる。
電極１５と針状電極１２との間に、直流電源１１により
高電圧、例えば１ＫＶ以上、好ましくは５〜１５ＫＶの
電圧を印加して、コロナ放電を発生させ、該ポリマー担
持体１３を帯電させるものである。この時の現象として
は、空気中の分子がイオン化して、平板電極の方向にイ
オンが飛翔し、結果的にポリマー担持体にイオンが多数
蓄積され、上部電極とガラス担持体表面とが電位が等し
くなるまで放電が継続することになる。この間、担持体
表面１３と平板電極１５との間には、印加した電位差が
生じており、担持体中の非線形光学材料の有機化合物は
電場と平行にその双極子モーメントが保持されることに
なる。即ち、ポリマー担持体膜厚方向に、配向が揃う形
になる。かかる方法を、上記一般式（１）で示される化
合物を分散したフェノキシ樹脂を担持体とした非線形光
学材料に適応した場合、通常よく使用されるＰＭＭＡに
比べて高電界を付与することができる。したがって該化
合物を十分に配向させることができ、非線形性能をさら
に発揮させられる材料となりうる。
【００１８】このコロナ放電においては、一方の極は、
必ずしも針状である必要性がなく、線状でもここに示し
た目的に合致するもので、むしろポリマー担持体に均等
な電場の印加が効果的に発現するために、より望ましい
場合もある。分子の配向の確認は、上記コロナ放電した
ポリマー担持体を回転させながら、入射光の偏光の方向
を変化させて、二次の高調波を観測することでも確認で
きるし、あるいは、電子スペクトルの測定を偏光の方向
依存性を測定することで確認できる。
必ずしも針状である必要性がなく、線状でもここに示し
た目的に合致するもので、むしろポリマー担持体に均等
な電場の印加が効果的に発現するために、より望ましい
場合もある。分子の配向の確認は、上記コロナ放電した
ポリマー担持体を回転させながら、入射光の偏光の方向
を変化させて、二次の高調波を観測することでも確認で
きるし、あるいは、電子スペクトルの測定を偏光の方向
依存性を測定することで確認できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明で述べられる非線形光学素子は、
分子サイズで大きな非線形性を示す、―ＮＯ2 基もしく
は―ＣＨＯ基を有する芳香族共役化合物が、フェノキシ
樹脂担持体中に非常に高濃度に存在でき、かつ高電界処
理を行うことが可能である事によって達成されたもので
あり、これにより大きな非線形光学効果のある材料を提
供する事ができる。
分子サイズで大きな非線形性を示す、―ＮＯ2 基もしく
は―ＣＨＯ基を有する芳香族共役化合物が、フェノキシ
樹脂担持体中に非常に高濃度に存在でき、かつ高電界処
理を行うことが可能である事によって達成されたもので
あり、これにより大きな非線形光学効果のある材料を提
供する事ができる。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳述する。
【００２１】
【実施例１】非線形光学特性を有する化合物として、５
―［４―（ジメチルアミノ）フェニル］―２、４―ペン
タジエナールを、フェノキシ樹脂（Ａｌｄｒｉｃｈ社
製）（相対重量比６０：１００）と共に、シクロヘキサ
ノンに溶解させ、これを一分間に１５００回転のスビン
コーターにより製膜し、膜厚１．２ミクロンのフィルム
をパイレックスガラス基板上に作成した。このガラス基
板を、図１に示すような平板電極上に置き、片側の線上
電極の下８ｍｍのところに静置して９５℃に加熱しなが
ら１２ｋｖの電界を印加した。この状態での電界印加時
間は１０分でコロナ放電を行った。得られた試料をＮｄ
―ＹＡＧレーザーの１．０６μの波長の基本光を入射
し、緑色に発光する波長０．５３μの第２高調波を測定
したところ、入射角度の大きいところで、第二高調波が
増大する傾向が観測されて、明らかに非線形光学材料の
双極子の方向が、膜厚に垂直に配列されている事が確認
できた。この第二高調波の発生強度の大きさは１２ｐｍ
／Ｖであった。
―［４―（ジメチルアミノ）フェニル］―２、４―ペン
タジエナールを、フェノキシ樹脂（Ａｌｄｒｉｃｈ社
製）（相対重量比６０：１００）と共に、シクロヘキサ
ノンに溶解させ、これを一分間に１５００回転のスビン
コーターにより製膜し、膜厚１．２ミクロンのフィルム
をパイレックスガラス基板上に作成した。このガラス基
板を、図１に示すような平板電極上に置き、片側の線上
電極の下８ｍｍのところに静置して９５℃に加熱しなが
ら１２ｋｖの電界を印加した。この状態での電界印加時
間は１０分でコロナ放電を行った。得られた試料をＮｄ
―ＹＡＧレーザーの１．０６μの波長の基本光を入射
し、緑色に発光する波長０．５３μの第２高調波を測定
したところ、入射角度の大きいところで、第二高調波が
増大する傾向が観測されて、明らかに非線形光学材料の
双極子の方向が、膜厚に垂直に配列されている事が確認
できた。この第二高調波の発生強度の大きさは１２ｐｍ
／Ｖであった。
【００２２】
【実施例２】非線形光学性化合物として、２―メトキシ
―４―（２―ニトロビニル）フェノールをフェノキシ樹
脂（相対重量比４０：１００）と共にシクロヘキサノン
に溶解させ、実施例１と同様に行ったところ、強度の大
きさ１．５ｐｍ／ｖの第２高調波が観測された。
―４―（２―ニトロビニル）フェノールをフェノキシ樹
脂（相対重量比４０：１００）と共にシクロヘキサノン
に溶解させ、実施例１と同様に行ったところ、強度の大
きさ１．５ｐｍ／ｖの第２高調波が観測された。
【００２３】
【比較例１】非線形光学性化合物として、ディスパース
レッド―１を、フェノキシ樹脂（相対重量比２０：１０
０）と共にジメチルホルムアミドに４８時間かけて溶解
させたが、完全には溶けきらなかった。この溶液の上澄
みをとり、これを１分間に２０００回転のスビンコータ
ーにより製膜してガラス基板上に作成した。しかし徐々
に膜は不透明となり、さらにフィルム表面に固体が析出
してしまった。
レッド―１を、フェノキシ樹脂（相対重量比２０：１０
０）と共にジメチルホルムアミドに４８時間かけて溶解
させたが、完全には溶けきらなかった。この溶液の上澄
みをとり、これを１分間に２０００回転のスビンコータ
ーにより製膜してガラス基板上に作成した。しかし徐々
に膜は不透明となり、さらにフィルム表面に固体が析出
してしまった。
【００２４】
【比較例２】実施例１に用いた化合物５―［４―（ジメ
チルアミノ）フェニル］―２、４―ペンタジエナール
を、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）と共にシク
ロヘキサノンに溶解させ、上記と同様に製膜した。該化
合物とＰＭＭＡの相対重量比が１０：１００のときには
透明な膜が得られたが、該化合物の添加量を増やしたと
ころ、相対重量比が３０：１００のとき、製膜したフィ
ルムの表面に固体が析出してしまった。
チルアミノ）フェニル］―２、４―ペンタジエナール
を、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）と共にシク
ロヘキサノンに溶解させ、上記と同様に製膜した。該化
合物とＰＭＭＡの相対重量比が１０：１００のときには
透明な膜が得られたが、該化合物の添加量を増やしたと
ころ、相対重量比が３０：１００のとき、製膜したフィ
ルムの表面に固体が析出してしまった。
【００２５】
【実施例３〜５】実施例１と同様の実験を行い、いずれ
も第２高調波の発生が観測された。
も第２高調波の発生が観測された。
【００２６】
【表１】
【図１】コロナ放電の概略を示す。
１１ 高電圧電源 １２ ワイアー １３ 担持体 １４ 基板 １５ 平板電極
Claims (4)
- 【請求項１】 非線形光学特性を発現しうる芳香族共役
化合物が膜状担体中に含有されてなり、かつ該膜状担体
中において該化合物の双極子モーメントの方向が膜厚方
向に配向されるように含有されている配向非線型光学素
子において、当該芳香族共役化合物が、下記一般式
（１） 【化１】 （Ｒ）m ―Ａｒ―（ＣＨ＝ＣＨ）n ―Ｒo （１） ［但しｍ、ｎは、１、２または３を表す。Ａｒは、炭素
数５〜１４の芳香族基を表す。Ｒは、Ｒ1 ―Ｏ―で表さ
れるエーテル基、Ｒ2 Ｒ3 Ｎ―で表されるアミノ基、Ｒ
4 ―Ｓ―で表されるチオエーテル基、叉はＲ5 ―の炭化
水素基（Ｒ1 ―Ｒ 5 は、同一または異なる炭素数１〜３
の１価の炭化水素基、または水素原子を表す）から選ば
れる官能基であり、Ｒo は―ＣＨＯ基もしくは―ＮＯ2
である］で表わされる化合物であることを特徴とする配
向非線形光学素子。 - 【請求項２】 上記芳香族共役化合物を担持する担体
が、フェノキシ樹脂であることを特徴とする請求項１の
配向非線形光学素子。 - 【請求項３】 上記芳香族共役化合物を担持する担体の
膜厚方向に双極子モーメントを配向するに際し、担体を
４０℃以上２００℃以下の温度で直流電界を印加するこ
とを特徴とする配向非線形光学素子の製造方法。 - 【請求項４】 上記直流電界の印加が、電極と電極との
間に上記芳香族共役化合物を含有する担体を置き、両電
極間にコロナ放電を生じさせ、一方の電極に面した担体
側を帯電させる事を特徴とする請求項３の非線形光学素
子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30370892A JPH06148702A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 配向された高分子非線形光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30370892A JPH06148702A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 配向された高分子非線形光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148702A true JPH06148702A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17924297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30370892A Pending JPH06148702A (ja) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | 配向された高分子非線形光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06148702A (ja) |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP30370892A patent/JPH06148702A/ja active Pending
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