JPH06202178A - 有機非線形光学材料 - Google Patents
有機非線形光学材料Info
- Publication number
- JPH06202178A JPH06202178A JP34808692A JP34808692A JPH06202178A JP H06202178 A JPH06202178 A JP H06202178A JP 34808692 A JP34808692 A JP 34808692A JP 34808692 A JP34808692 A JP 34808692A JP H06202178 A JPH06202178 A JP H06202178A
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- Japan
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- nonlinear optical
- following
- optical material
- carboxylic acid
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 下記（１）で表されるα−シアノ桂皮酸およ
び下記（２）、（３）で表される二種のビニルピリジン
カルボン酸の群から選ばれる１種のカルボン酸と、下記
（４）で表される（Ｒ）−（−）−シクロヘキシルエチ
ルアミンとから得られるカルボン酸光学活性アミン塩か
らなる。 【化１】 【効果】 上記（１）で表されるα−シアノ桂皮酸およ
び上記（２）、（３）で表される二種のビニルピリジン
カルボン酸は、従来の非線形光学材料に比べて透明性に
優れ、比較的大きな非線形感受率βを有する。 又、上
記（４）で表される（Ｒ）−（−）−シクロヘキシルエ
チルアミンは分子自身に対称心を持たない光学活性を有
する。 この両者の塩は透明性、結晶性に優れ、尿素の
数倍のＳＨＧ効率を示す優れた非線形光学材料となる。
び下記（２）、（３）で表される二種のビニルピリジン
カルボン酸の群から選ばれる１種のカルボン酸と、下記
（４）で表される（Ｒ）−（−）−シクロヘキシルエチ
ルアミンとから得られるカルボン酸光学活性アミン塩か
らなる。 【化１】 【効果】 上記（１）で表されるα−シアノ桂皮酸およ
び上記（２）、（３）で表される二種のビニルピリジン
カルボン酸は、従来の非線形光学材料に比べて透明性に
優れ、比較的大きな非線形感受率βを有する。 又、上
記（４）で表される（Ｒ）−（−）−シクロヘキシルエ
チルアミンは分子自身に対称心を持たない光学活性を有
する。 この両者の塩は透明性、結晶性に優れ、尿素の
数倍のＳＨＧ効率を示す優れた非線形光学材料となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規な有機非線形光学材
料に関する。
料に関する。
【０００２】
【従来の技術】非線形光学材料は、レーザー光の周波数
交換、増幅、発進、スイッチング等の現象を生じ、第２
高調波発生（ＳＨＧ）、第３高調波発生（ＴＨＧ）、高
速度シャッター、光メモリー、光演算素子等への応用が
可能である。このように、非線形光学材料は、光周波数
を変換する機能を有している他、電場によって屈折率が
変化する特性を生かした光スイッチ等への応用が可能で
あるため、活発な研究が進められている。
交換、増幅、発進、スイッチング等の現象を生じ、第２
高調波発生（ＳＨＧ）、第３高調波発生（ＴＨＧ）、高
速度シャッター、光メモリー、光演算素子等への応用が
可能である。このように、非線形光学材料は、光周波数
を変換する機能を有している他、電場によって屈折率が
変化する特性を生かした光スイッチ等への応用が可能で
あるため、活発な研究が進められている。
【０００３】有機非線形光学材料は、非線形性の起源が
分子内π電子であるため、光応答に対して格子振動が伴
わず、従って、無機非線形光学材料に比べ応答が速く、
又、非線形光学定数が大きいものや吸収領域が変化でき
るもの等を合成することが可能である。しかも、材料素
子化の方法も、単結晶化によるだけでなく、ＬＢ膜、蒸
着法、液晶化、高分子化等の各種の方法が考えられる。
分子内π電子であるため、光応答に対して格子振動が伴
わず、従って、無機非線形光学材料に比べ応答が速く、
又、非線形光学定数が大きいものや吸収領域が変化でき
るもの等を合成することが可能である。しかも、材料素
子化の方法も、単結晶化によるだけでなく、ＬＢ膜、蒸
着法、液晶化、高分子化等の各種の方法が考えられる。
【０００４】これ等の非線形光学材料の研究に関して
は、例えば、「ＮｏｎｌｉｎｅａｒＯｐｔｉｃａｌ Ｐ
ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｌｅ
ｃｕｌｅｓ ａｎｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ Ｖｏ１．Ｉ
及び Ｖｏｌ．ＩＩ」 Ｄ．Ｓ．ＣＨＥＭＬＡ，Ｊ．Ｚ
ＹＳＳ 編（ＡＣＡＤＥＭＩＣ ＰＲＥＳＳ，１９８７
年刊）、「有機非線形光学材料」 梅垣 真祐著（ぶん
しん出版，１９９０年刊）等の文献に最近の研究状況が
纏められている。
は、例えば、「ＮｏｎｌｉｎｅａｒＯｐｔｉｃａｌ Ｐ
ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍｏｌｅ
ｃｕｌｅｓ ａｎｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ Ｖｏ１．Ｉ
及び Ｖｏｌ．ＩＩ」 Ｄ．Ｓ．ＣＨＥＭＬＡ，Ｊ．Ｚ
ＹＳＳ 編（ＡＣＡＤＥＭＩＣ ＰＲＥＳＳ，１９８７
年刊）、「有機非線形光学材料」 梅垣 真祐著（ぶん
しん出版，１９９０年刊）等の文献に最近の研究状況が
纏められている。
【０００５】非線形光学材料として要求される非線形光
学効果のうち、特に、第２高調波発生（ＳＨＧ）は、波
長変換の基本技術として位置付けられており、効率よく
ＳＨＧを起こすために非線形光学定数の大きい材料が求
められている。そして、前記文献に詳しく述べられてい
るように、ＳＨＧ活性を示すためには結晶が対称中心を
持たないこと、即ち、結晶での分子の配列に反転対称性
が生じないことが必要である。最近、かかる有機非線形
光学材料としては、特開平２−１３５４２７号に記載あ
るように、アリル基を含むカルボン酸と光学活性な有機
アミンとから得られるカルボン酸光学活性アミン塩が知
られている。
学効果のうち、特に、第２高調波発生（ＳＨＧ）は、波
長変換の基本技術として位置付けられており、効率よく
ＳＨＧを起こすために非線形光学定数の大きい材料が求
められている。そして、前記文献に詳しく述べられてい
るように、ＳＨＧ活性を示すためには結晶が対称中心を
持たないこと、即ち、結晶での分子の配列に反転対称性
が生じないことが必要である。最近、かかる有機非線形
光学材料としては、特開平２−１３５４２７号に記載あ
るように、アリル基を含むカルボン酸と光学活性な有機
アミンとから得られるカルボン酸光学活性アミン塩が知
られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記アリル基
を含むカルボン酸光学活性アミン塩は光の透明性に劣る
という問題がある。特に、短い波長の光に対する透明性
が劣るという問題がある。即ち、光の周波数を効率よく
変換するためには、入射光および変換された光が非線形
光学材料の中を吸収されずに効率よく通過する必要があ
る。換言すると、入射光と変換光に対する透明性がよい
ことが必要である。しかし、有機化合物は一般に、短い
光に対する透明性が劣るものが多く、従って、変換され
た光が吸収されることが多かった。上記アリル基を含む
カルボン酸光学活性アミン塩もその一つである。
を含むカルボン酸光学活性アミン塩は光の透明性に劣る
という問題がある。特に、短い波長の光に対する透明性
が劣るという問題がある。即ち、光の周波数を効率よく
変換するためには、入射光および変換された光が非線形
光学材料の中を吸収されずに効率よく通過する必要があ
る。換言すると、入射光と変換光に対する透明性がよい
ことが必要である。しかし、有機化合物は一般に、短い
光に対する透明性が劣るものが多く、従って、変換され
た光が吸収されることが多かった。上記アリル基を含む
カルボン酸光学活性アミン塩もその一つである。
【０００７】そこで、本発明者は種々研究をした結果、
特殊なカルボン酸と、特殊な有機アミン基との塩がかか
る問題が解決させることを見出し本発明をなすに到っ
た。即ち、本発明の目的は、反転対称性を持たず非線形
光学効果を有し、波長変換材料に必要とされる用件であ
る透明性に優れ、更に、結晶性、熱的・化学的安定性に
優れた材料を提供することである。
特殊なカルボン酸と、特殊な有機アミン基との塩がかか
る問題が解決させることを見出し本発明をなすに到っ
た。即ち、本発明の目的は、反転対称性を持たず非線形
光学効果を有し、波長変換材料に必要とされる用件であ
る透明性に優れ、更に、結晶性、熱的・化学的安定性に
優れた材料を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
し、上記目的を達成するためになされたものであって、
下記（１）で表されるα−シアノ桂皮酸および下記
（２）、（３）で表される二種のビニルピリジンカルボ
ン酸の群から選ばれる少なくとも一種のカルボン酸化合
物と、下記（４）で表される（Ｒ）−（−）−シクロヘ
キシルエチルアミンとから得られるカルボン酸光学活性
アミン塩からなるものである。
し、上記目的を達成するためになされたものであって、
下記（１）で表されるα−シアノ桂皮酸および下記
（２）、（３）で表される二種のビニルピリジンカルボ
ン酸の群から選ばれる少なくとも一種のカルボン酸化合
物と、下記（４）で表される（Ｒ）−（−）−シクロヘ
キシルエチルアミンとから得られるカルボン酸光学活性
アミン塩からなるものである。
【０００９】
【化２】
【００１０】
【作用】上記（１）で表されるα−シアノ桂皮酸および
上記（２）、（３）で表される二種のビニルピリジンカ
ルボン酸は、従来の非線形光学材料に比べて透明性に優
れ、比較的大きな非線形感受率βを有するが、中心対称
を持つ結晶を形成し、その結晶は非線形効果を有しな
い。そこで、この上記（１）で表されるα−シアノ桂皮
酸および上記（２）、（３）で表される二種のビニルピ
リジンカルボン酸を、分子自身に対称心を持たない光学
活性を有する上記（４）で表される（Ｒ）−（−）−シ
クロヘキシルエチルアミンとの塩にすることにより、結
晶の反転対称性が打ち消され非線形性が発現するように
なったのである。
上記（２）、（３）で表される二種のビニルピリジンカ
ルボン酸は、従来の非線形光学材料に比べて透明性に優
れ、比較的大きな非線形感受率βを有するが、中心対称
を持つ結晶を形成し、その結晶は非線形効果を有しな
い。そこで、この上記（１）で表されるα−シアノ桂皮
酸および上記（２）、（３）で表される二種のビニルピ
リジンカルボン酸を、分子自身に対称心を持たない光学
活性を有する上記（４）で表される（Ｒ）−（−）−シ
クロヘキシルエチルアミンとの塩にすることにより、結
晶の反転対称性が打ち消され非線形性が発現するように
なったのである。
【００１１】従って、これ等の化合物は、透明性・結晶
性に優れ、尿素の数倍のＳＨＧ効率を示すことから優れ
た非線形光学材料となる。又、これ等の結晶は、熱的に
安定で光損傷を受け難く、又、塩であるため硬度が高く
加工が容易である。従って、デバイス化も容易である。
本発明化合物は粉末、単結晶、溶液等各種の様態で非線
形光学材料として用いることができる。
性に優れ、尿素の数倍のＳＨＧ効率を示すことから優れ
た非線形光学材料となる。又、これ等の結晶は、熱的に
安定で光損傷を受け難く、又、塩であるため硬度が高く
加工が容易である。従って、デバイス化も容易である。
本発明化合物は粉末、単結晶、溶液等各種の様態で非線
形光学材料として用いることができる。
【００１２】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、いうまでもなく本発明はこれ等の実施例のみに
限定されるものではない。 （実施例１〜３） （塩の調整とＳＨＧ効率の評価）下記（１）、（２）、
（３）で表される三種のカルボン酸１０ｍｍｏｌをそれ
ぞれメタノール２０ｍｌに溶解させる。
するが、いうまでもなく本発明はこれ等の実施例のみに
限定されるものではない。 （実施例１〜３） （塩の調整とＳＨＧ効率の評価）下記（１）、（２）、
（３）で表される三種のカルボン酸１０ｍｍｏｌをそれ
ぞれメタノール２０ｍｌに溶解させる。
【００１３】
【化３】
【００１４】このアミノピリジンカルボン酸溶液に下記
（４）で表される（Ｒ）−（−）−シクロヘキシルエチ
ルアミン１５ｍｍｏｌをそれぞれ加えて、２時間還流す
る。この溶液を適温まで冷却すると塩が析出する。
（４）で表される（Ｒ）−（−）−シクロヘキシルエチ
ルアミン１５ｍｍｏｌをそれぞれ加えて、２時間還流す
る。この溶液を適温まで冷却すると塩が析出する。
【００１５】
【化４】
【００１６】更に、得られた塩の微粉末結晶をＮｂ：Ｙ
ＡＧレーザー（波長＝１．０６４μｍ、出力１０ｍＪ／
バルス）を照射すると、第２高調波が発生（ＳＨＧ）
し、入射光の１／２の波長（５３２ｎｍ）の緑色光が観
測できた。測定結果を表１に示す。
ＡＧレーザー（波長＝１．０６４μｍ、出力１０ｍＪ／
バルス）を照射すると、第２高調波が発生（ＳＨＧ）
し、入射光の１／２の波長（５３２ｎｍ）の緑色光が観
測できた。測定結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】これ等の結晶は、室温で安定であり、透明
性に優れ、光損傷は見られなかった。
性に優れ、光損傷は見られなかった。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明有機非線形
光学材料はＳＨＧ効率が高く、透明性にも優れたもので
ある。更に、本発明有機非線形光学材料は、結晶性に優
れ、加工性も良好なため、実用上極めて重要なものであ
る。
光学材料はＳＨＧ効率が高く、透明性にも優れたもので
ある。更に、本発明有機非線形光学材料は、結晶性に優
れ、加工性も良好なため、実用上極めて重要なものであ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【化１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】
【化２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【化４】
Claims (1)
- 【請求項１】 下記（１）で表されるα−シアノ桂皮酸
および下記（２）、（３）で表される二種のビニルピリ
ジンカルボン酸の群から選ばれる少なくとも一種のカル
ボン酸と、下記（４）で表される（Ｒ）−（−）−シク
ロヘキシルエチルアミンとから得られるカルボン酸光学
活性アミン塩からなることを特徴とする有機非線形光学
材料。 【化１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34808692A JPH06202178A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 有機非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34808692A JPH06202178A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 有機非線形光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06202178A true JPH06202178A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18394651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34808692A Pending JPH06202178A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 有機非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06202178A (ja) |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34808692A patent/JPH06202178A/ja active Pending
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