JPH0713209A - 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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- JPH0713209A JPH0713209A JP15528093A JP15528093A JPH0713209A JP H0713209 A JPH0713209 A JP H0713209A JP 15528093 A JP15528093 A JP 15528093A JP 15528093 A JP15528093 A JP 15528093A JP H0713209 A JPH0713209 A JP H0713209A
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- Japan
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- nonlinear optical
- optical material
- organic
- organic nonlinear
- nitrophenylthio
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 メルカプトイミダゾールの水素基の一つを４
−ニトロフェニル基で置換された化合物から成る有機非
線形光学材料及び下記構造式で表される２−（４−ニト
ロフェニルチオ）イミダゾールから成る有機非線形光学
材料。 【化４】 【効果】 本発明の有機非線形光学材料は、融点が２０
５．５℃と高く熱的に安定であり、耐候性に優れてい
る。さらに、吸収端が短波長側にあり、高いＳＨＧ活性
を示すことから、高効率な非線形光学素子として広範な
分野で用いることができる。また、このような光非線形
性、透光性、熱的安定性に優れた有機材料を用いること
により、高価な無機非線形光学材料の特性を低価格で提
供できる。
−ニトロフェニル基で置換された化合物から成る有機非
線形光学材料及び下記構造式で表される２−（４−ニト
ロフェニルチオ）イミダゾールから成る有機非線形光学
材料。 【化４】 【効果】 本発明の有機非線形光学材料は、融点が２０
５．５℃と高く熱的に安定であり、耐候性に優れてい
る。さらに、吸収端が短波長側にあり、高いＳＨＧ活性
を示すことから、高効率な非線形光学素子として広範な
分野で用いることができる。また、このような光非線形
性、透光性、熱的安定性に優れた有機材料を用いること
により、高価な無機非線形光学材料の特性を低価格で提
供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機非線形光学材料に
関するものである。より詳しくは、光コンピュータや光
通信等の広い分野で光制御素子等として用いられ、室温
で安定で、光損傷強度に優れ、ＳＨＧ（第２高調波発
生）活性が大きく、結晶性の良好な有機非線形光学材料
に関するものである。
関するものである。より詳しくは、光コンピュータや光
通信等の広い分野で光制御素子等として用いられ、室温
で安定で、光損傷強度に優れ、ＳＨＧ（第２高調波発
生）活性が大きく、結晶性の良好な有機非線形光学材料
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非線形光学材料は、光周波数変換素子、
光シャッター、またＥＯ変換器等として従来より実用化
されている。現在、非線形光学材料としてはリン酸二水
素カリウム（ＫＤＰ）、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）等の
無機強誘電性結晶が用いられている。最近では有機結晶
の持つ非線形光学効果の大きさ及び非線形光学応答の速
さ等が注目され、二次非線形光学材料を中心に精力的に
開発が進められている。二次効果用の有機非線形光学材
料としては、ＭＮＡ（２−メチル−４−ニトロアニリ
ン，文献：Ｇ．Ｆ．Ｌｉｐｓｃｏｍｂ Ａ．Ｆ．Ｇａｒ
ｉｔｏ Ｒ．Ｓ．Ｎａｒａｎｇ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙ
ｓ．，７５（３）１５０９―１５１６，１９８１）、Ｐ
ＯＭ（３−メチル−４−ニトロピリジン−オキサイド，
文献：Ｊ．Ｚｙｓｓ Ｄ．Ｓ．Ｃｈｅｍｌａ，Ｊ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｐｈｙｓ．，７４（９）４８００―４８１１，１
９８１）等が開発されており、ＭＮＡの二次非線形定数
はＫＤＰの５０倍にも達する。
光シャッター、またＥＯ変換器等として従来より実用化
されている。現在、非線形光学材料としてはリン酸二水
素カリウム（ＫＤＰ）、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）等の
無機強誘電性結晶が用いられている。最近では有機結晶
の持つ非線形光学効果の大きさ及び非線形光学応答の速
さ等が注目され、二次非線形光学材料を中心に精力的に
開発が進められている。二次効果用の有機非線形光学材
料としては、ＭＮＡ（２−メチル−４−ニトロアニリ
ン，文献：Ｇ．Ｆ．Ｌｉｐｓｃｏｍｂ Ａ．Ｆ．Ｇａｒ
ｉｔｏ Ｒ．Ｓ．Ｎａｒａｎｇ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙ
ｓ．，７５（３）１５０９―１５１６，１９８１）、Ｐ
ＯＭ（３−メチル−４−ニトロピリジン−オキサイド，
文献：Ｊ．Ｚｙｓｓ Ｄ．Ｓ．Ｃｈｅｍｌａ，Ｊ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｐｈｙｓ．，７４（９）４８００―４８１１，１
９８１）等が開発されており、ＭＮＡの二次非線形定数
はＫＤＰの５０倍にも達する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】有機非線形光学材料は
分子一個が光非線形性の起源を担っているので、非対称
中心の分子はＳＨＧ（第２次高調波発生）活性を原理的
には有するが、ＳＨＧ活性分子を結晶化して光学素子と
して利用する場合、結晶全体としてＳＨＧ活性を失うこ
とにしばしば遭遇する。従って、有機材料が非線形光学
素子として利用できるがどうかは、実際に分子素材を合
成し、結晶化し、光非線形性を評価しなければならな
い。分子―個の光非線形性を高めるには、長い共役系に
電子供与性と受容性の置換基を導入すればよい。有機化
合物の分子レベルでの光非線形性（超分子分極率β）
は、分子軌道計算から推定することができるが、その殆
どは結晶状態で対称中心を持ち、結晶としてＳＨＧ不活
性になるという問題点をもっている。
分子一個が光非線形性の起源を担っているので、非対称
中心の分子はＳＨＧ（第２次高調波発生）活性を原理的
には有するが、ＳＨＧ活性分子を結晶化して光学素子と
して利用する場合、結晶全体としてＳＨＧ活性を失うこ
とにしばしば遭遇する。従って、有機材料が非線形光学
素子として利用できるがどうかは、実際に分子素材を合
成し、結晶化し、光非線形性を評価しなければならな
い。分子―個の光非線形性を高めるには、長い共役系に
電子供与性と受容性の置換基を導入すればよい。有機化
合物の分子レベルでの光非線形性（超分子分極率β）
は、分子軌道計算から推定することができるが、その殆
どは結晶状態で対称中心を持ち、結晶としてＳＨＧ不活
性になるという問題点をもっている。
【０００４】波長変換素子としての利用を考えると、分
子状態または結晶状態での透光性が重要な因子と成る
が、有機材料の場合、可視域に吸収をもつ場合が多い。
例えば、一般的によく知られているＭＮＡは、３５８ｎ
ｍに最大吸収波長をもつが、ＳＨ光の波長を考慮した場
合、更に短波長まで透過波長領域が広がっている必要が
ある。また、非線形光学素子へ用いることを考慮する
と、耐候性の点で融点は高い方が望ましい。しかし有機
材料の融点は一般的に低く、たとえば、ＭＡＰ（文献：
Ｊ．Ｌ．Ｏｕｄａｒ ａｎｄ Ｒ．Ｈｉｅｒｌｅ，Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４８（７）２６９９―２７０
４，１９７７）は融点が６９℃と低く、この点において
も重要な課題となっている。
子状態または結晶状態での透光性が重要な因子と成る
が、有機材料の場合、可視域に吸収をもつ場合が多い。
例えば、一般的によく知られているＭＮＡは、３５８ｎ
ｍに最大吸収波長をもつが、ＳＨ光の波長を考慮した場
合、更に短波長まで透過波長領域が広がっている必要が
ある。また、非線形光学素子へ用いることを考慮する
と、耐候性の点で融点は高い方が望ましい。しかし有機
材料の融点は一般的に低く、たとえば、ＭＡＰ（文献：
Ｊ．Ｌ．Ｏｕｄａｒ ａｎｄ Ｒ．Ｈｉｅｒｌｅ，Ｊ．
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，４８（７）２６９９―２７０
４，１９７７）は融点が６９℃と低く、この点において
も重要な課題となっている。
【０００５】本発明は、以上の点を考慮してなしたもの
であり、上記種々の課題を解決した有機非線形光学材料
を提供することを目的とするものである。
であり、上記種々の課題を解決した有機非線形光学材料
を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を考
慮して、メルカプトイミダゾールの水素基の一つを４−
ニトロフェニル基で置換された化合物から成る有機非線
形光学材料を提供することで、さらには下記構造式で表
される２−（４−ニトロフェニルチオ）イミダゾールよ
り成る有機非線形光学材料を提供することで、前記課題
を解決するものである。
慮して、メルカプトイミダゾールの水素基の一つを４−
ニトロフェニル基で置換された化合物から成る有機非線
形光学材料を提供することで、さらには下記構造式で表
される２−（４−ニトロフェニルチオ）イミダゾールよ
り成る有機非線形光学材料を提供することで、前記課題
を解決するものである。
【０００７】
【化２】
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実地例に基づいて詳細に説明
する。 （１）２−（４−ニトロフェニルチオ）イミダゾールの
合成 ２−メルカプトイミダゾール５．１５ｇ，１−フルオロ
−４−ニトロベンゼン７．２６ｇ，炭酸カリウム７．ｌ
ｌｇをそれぞれ秤り取り、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアル
デヒド２７．０７ｇの入った三角フラスコ中に入れる。
スターラーで撹拌しながら、９０℃の湯浴中で４時間反
応させる。その後、沈澱を濾過分離し、純水で沈澱を洗
浄する。この沈澱を３００ｍｌのメタノールに溶解し再
結晶操作を行い、目的である下記構造式の２−（４−ニ
トロフェニルチオ）イミダゾールを得た。収率は、１
２．８％であった。
する。 （１）２−（４−ニトロフェニルチオ）イミダゾールの
合成 ２−メルカプトイミダゾール５．１５ｇ，１−フルオロ
−４−ニトロベンゼン７．２６ｇ，炭酸カリウム７．ｌ
ｌｇをそれぞれ秤り取り、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアル
デヒド２７．０７ｇの入った三角フラスコ中に入れる。
スターラーで撹拌しながら、９０℃の湯浴中で４時間反
応させる。その後、沈澱を濾過分離し、純水で沈澱を洗
浄する。この沈澱を３００ｍｌのメタノールに溶解し再
結晶操作を行い、目的である下記構造式の２−（４−ニ
トロフェニルチオ）イミダゾールを得た。収率は、１
２．８％であった。
【０００９】
【化３】
【００１０】（２）２−（４−ニトロフェニルチオ）イ
ミダゾールの評価 得られた本発明材料を液体クロマトグラフィーで純度を
測定したところ、９９．８８％であった。極大吸収波長
は、３２６ｎｍ（１，４−ジオキサン中）であり（図
１）、融点は、ＤＳＣの測定より２０５．５℃であっ
た。次に、得られた微粉末結晶にＮｄ：ＹＡＧレーザ
（波長＝１．０６４μｍ）を照射すると第２高調波が発
生し、入射光の１／２の波長（５３２ｎｍ）の緑色光が
観測された。このＳＨＧ強度は尿素比で６．５倍と、Ｓ
ＨＧ効率は尿素よりも強いことが硲認できた。また、本
発明材料は、溶液法や熔融法での単結晶作製や、ガラス
ファイバーのコア部分にも単結晶を作製することがで
き、高効率な非線形光学素子が作製できた。
ミダゾールの評価 得られた本発明材料を液体クロマトグラフィーで純度を
測定したところ、９９．８８％であった。極大吸収波長
は、３２６ｎｍ（１，４−ジオキサン中）であり（図
１）、融点は、ＤＳＣの測定より２０５．５℃であっ
た。次に、得られた微粉末結晶にＮｄ：ＹＡＧレーザ
（波長＝１．０６４μｍ）を照射すると第２高調波が発
生し、入射光の１／２の波長（５３２ｎｍ）の緑色光が
観測された。このＳＨＧ強度は尿素比で６．５倍と、Ｓ
ＨＧ効率は尿素よりも強いことが硲認できた。また、本
発明材料は、溶液法や熔融法での単結晶作製や、ガラス
ファイバーのコア部分にも単結晶を作製することがで
き、高効率な非線形光学素子が作製できた。
【００１１】
【発明の効果】本発明のメルカプトイミダゾールの水素
基の一つを４−ニトロフェニル基で置換された化合物か
ら成る有機非線形光学材料、特に２−（４−ニトロフェ
ニルチオ）イミダゾールより成る有機非線形光学材料
は、融点が２０５．５℃と高く熱的に安定であり、耐候
性に優れている。さらに、吸収端が短波長側にあり、高
いＳＨＧ活性を示すことから、高効率な非線形光学素子
として広範な分野で用いることができる。また、このよ
うな光非線形性、透光性、熱的安定性に優れた有機材料
を用いることにより、高価な無機非線形光学材料の特性
を低価格で提供できる。
基の一つを４−ニトロフェニル基で置換された化合物か
ら成る有機非線形光学材料、特に２−（４−ニトロフェ
ニルチオ）イミダゾールより成る有機非線形光学材料
は、融点が２０５．５℃と高く熱的に安定であり、耐候
性に優れている。さらに、吸収端が短波長側にあり、高
いＳＨＧ活性を示すことから、高効率な非線形光学素子
として広範な分野で用いることができる。また、このよ
うな光非線形性、透光性、熱的安定性に優れた有機材料
を用いることにより、高価な無機非線形光学材料の特性
を低価格で提供できる。
【図１】２−（４−ニトロフェニルチオ）イミダゾール
の１，４―ジオキサン中における、波長と吸光度の関係
を示した図である。
の１，４―ジオキサン中における、波長と吸光度の関係
を示した図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 メルカプトイミダゾールの水素基の一つ
を４−ニトロフェニル基で置換された化合物から成る有
機非線形光学材料。 - 【請求項２】 下記構造式で表される２−（４−ニトロ
フェニルチオ）イミダゾールから成る有機非線形光学材
料。 【化１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15528093A JPH0713209A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 有機非線形光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15528093A JPH0713209A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 有機非線形光学材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0713209A true JPH0713209A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=15602454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15528093A Pending JPH0713209A (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 有機非線形光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713209A (ja) |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15528093A patent/JPH0713209A/ja active Pending
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