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JPH03154033A - Nonlinear high-polymer material - Google Patents

Nonlinear high-polymer material

Info

Publication number
JPH03154033A
JPH03154033A JP29223689A JP29223689A JPH03154033A JP H03154033 A JPH03154033 A JP H03154033A JP 29223689 A JP29223689 A JP 29223689A JP 29223689 A JP29223689 A JP 29223689A JP H03154033 A JPH03154033 A JP H03154033A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nonlinear
amino
phenyl
group
nitrophenyl
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
Application number
JP29223689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Nonaka
毅 野中
Toshifumi Hosoya
俊史 細谷
Hiroo Matsuda
松田 裕男
Toru Yamanishi
徹 山西
Takehito Kobayashi
勇仁 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP29223689A priority Critical patent/JPH03154033A/en
Publication of JPH03154033A publication Critical patent/JPH03154033A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the amt. of the nonlinear material to be added and to obtain the nonlinear high-polymer material having the refractive index approximate to the refractive index of clad glass by incorporating a siloxane structure into at least one kind of monomer components which form a prescribed high- polymer compd. CONSTITUTION:This nonlinear high-polymer material is formed by chemically bonding a compd. having a nonlinear optical effect to the high-polymer compd. having light tranmittability. At least one kind of the monomers constituting this high-polymer compd. are constituted to contain the siloxane structure. The content of the siloxane part in the entire part is increased in this constitution and since the interaction of the siloxane part and the compd. having the nonlinear optical effect increases, the amt. of the addition is increased, by which the material having the refractive index approximate to the refractive index of the clad glass is formed. The nonlinear high-polymer material made of this constitution exhibits an excellent electrooptical effect and is sufficiently applicable to, for example, a coupler type optical switch.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明・は光信号処理装置に用いる素子材料である非線
形高分子材料に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a nonlinear polymer material that is an element material used in an optical signal processing device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、エネルギー密度の高いレーザ光の光源の開発に伴
い、物質と強い電磁波の相互作用である非線形光学現象
に関する研究が盛んに行われている。
In recent years, with the development of high-energy-density laser light sources, research on nonlinear optical phenomena, which is the interaction between materials and strong electromagnetic waves, has been actively conducted.

非線形光学現象は、一般に物質に電磁波を入射すること
による該物質の誘電率等の変化が電場振幅に比例しなく
なる現象であり、高次の高周波発生、混合波発生、パラ
メトリック効果等として知られている。このような現象
は、レーザ媒質、光双安定素子、光スィッチ、光メモリ
等の素子に用いられている。
Nonlinear optical phenomena are generally phenomena in which changes in the permittivity of a material due to the incidence of electromagnetic waves on the material are no longer proportional to the electric field amplitude, and are known as higher-order radio frequency generation, mixed wave generation, parametric effects, etc. There is. Such a phenomenon is used in devices such as laser media, optical bistable devices, optical switches, and optical memories.

上記現象を示す光学素子の材料には、無機物、有機物又
は半導体と様々な材料が使用されているが、このうち有
機材料は、LiNb0. JPKH!POI 等の強誘
電性結晶である無機材料に比べ、非線形光学定数が大き
く、しかもGaAsなどの半導体材料に比べ応答速度が
速いという利点を有している。このため、ポリジアセチ
レンのパラトルエンスルホネート誘導体(PTS−PD
Aと略称される)をはじめとして、ポリアセチレンなど
のπ電子共役系高分子材料や、アミノニトロスチルベン
系のドナー アクセプタを非対称に置換した有機低分子
等の研究が活発に進められている。
Various materials such as inorganic materials, organic materials, and semiconductors are used as materials for optical elements exhibiting the above phenomenon.Among these, organic materials include LiNb0. JPKH! It has the advantage of having a larger nonlinear optical constant than inorganic materials such as ferroelectric crystals such as POI, and faster response speed than semiconductor materials such as GaAs. For this reason, para-toluenesulfonate derivatives of polydiacetylene (PTS-PD
A), π-electron conjugated polymer materials such as polyacetylene, and organic small molecules with asymmetrically substituted aminonitrostilbene-based donor-acceptors are being actively researched.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述したように、非線形光学効果を有する有機材料は優
れた非線形光学効果を有するが、分子骨格中にフェニル
基などの共役部分を含有しているために屈折率が高いと
いう問題があった。
As described above, organic materials with nonlinear optical effects have excellent nonlinear optical effects, but they have a problem in that they have a high refractive index because they contain conjugated moieties such as phenyl groups in their molecular skeletons.

カプラー型光スイッチもしくは導波路型光スイッチなど
の光スィッチまたは波長変換素子等のデバイスに対して
、非線形光学効果を有する有機材料を適用しよう、とす
る場合、クラッド(ガラス)との屈折率差が問題となり
、その差が少ない材料が望ましい。そこで、光透過性を
有する高分子化合物をマトリックスとして非線形材料を
混合して、クラッド(ガラス)と屈折率がほぼ同一の材
料が必要となってくる。
When applying an organic material with a nonlinear optical effect to an optical switch such as a coupler-type optical switch or a waveguide-type optical switch or a device such as a wavelength conversion element, the difference in refractive index with the cladding (glass) This is a problem, and materials with little difference are desirable. Therefore, it is necessary to use a light-transmitting polymer compound as a matrix and mix a nonlinear material to create a material that has almost the same refractive index as the cladding (glass).

クラッド(ガラス)と屈折率がほぼ同一の高分子材料と
しては、熱硬化型シリコーン樹脂、紫外線硬化型シリコ
ーン樹脂、ラダー型シリコーン樹脂等があるものの、非
線形光学効果を有する有機化合物との相溶性が悪く、添
加量をあまり上げられないという問題があった。
Although there are thermosetting silicone resins, ultraviolet curable silicone resins, and ladder-type silicone resins as polymer materials that have almost the same refractive index as the cladding (glass), they are not compatible with organic compounds that have nonlinear optical effects. Unfortunately, there was a problem in that the amount added could not be increased very much.

また、特開昭63−1)3526号公報に示されている
ように、主鎖にポリシロキサン構造を持つ高分子化合物
に対して、側鎖に非線形材料を組み込んだ材料もある。
Furthermore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1) 3526, there are materials in which a nonlinear material is incorporated in the side chain of a polymer compound having a polysiloxane structure in the main chain.

しかし、このような材料の場合、やはり添加量が低くな
ってしまう。したがって大きな非線形光学効果を期待す
ることはできない。
However, in the case of such a material, the amount added is still low. Therefore, a large nonlinear optical effect cannot be expected.

かかる現状に鑑みて、本発明は従来より非線形光学効果
を向上した非線形高分子材料の提供を課題とするもので
ある。
In view of the current situation, it is an object of the present invention to provide a nonlinear polymer material that has improved nonlinear optical effects compared to conventional materials.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者らは上記問題を解決するために鋭意検討、研究
を重ねた結果、光透過性を有する高分子化合物を構成す
る少なくとも一種の重合体成分にシロキサン構造を含有
させ、その重合体成分に相当する単量体と非線形材料を
化学結合させることにより分散させる場合、従来品に比
べて大きな非線形光学効果を有し、なおかつ屈折率をク
ラッド(ガラス)とほぼ同一とすることに成功すること
を見出した。
The present inventors have conducted intensive studies and studies to solve the above problems, and have found that at least one type of polymer component constituting a light-transmitting polymer compound contains a siloxane structure. When dispersed by chemically bonding the corresponding monomer with a nonlinear material, we have succeeded in achieving a larger nonlinear optical effect than conventional products and making the refractive index almost the same as that of the cladding (glass). I found it.

すなわち、本発明は光透過性を有する高分子化合物に非
線形光学効果を有する化合物が化学結合してなる非線形
高分子材料であって、該高分子化合物を構成する少なく
とも一種の単量体がシロキサン構造を含有することを特
徴とする非線形高分子材料を提供する。
That is, the present invention provides a nonlinear polymeric material in which a compound having a nonlinear optical effect is chemically bonded to a polymeric compound having optical transparency, wherein at least one monomer constituting the polymeric compound has a siloxane structure. Provided is a nonlinear polymer material characterized by containing.

本発明において、該シロキサン構造を有する重合体成分
はアルコール性水酸基と反応する官能基および反応性二
重結合を有し、該アルコール性水酸基と反応する官能基
部分で上記非線形光学効果を有する化合物と化学結合す
ることが、特に好ましい。
In the present invention, the polymer component having the siloxane structure has a functional group that reacts with an alcoholic hydroxyl group and a reactive double bond, and the functional group that reacts with the alcoholic hydroxyl group has a compound having the above-mentioned nonlinear optical effect. Chemical bonding is particularly preferred.

更に本発明において、上記非線形光学効果を有する化合
物は分子中にアルコール性水酸基を有することが特に好
ましい。
Furthermore, in the present invention, it is particularly preferable that the compound having the nonlinear optical effect has an alcoholic hydroxyl group in the molecule.

〔作用〕[Effect]

本発明の非線形高分子材料は、光透過性を有する高分子
化合物に非線形光学効果を有する化合物が化学結合して
なる非線形高分子材料であって、該高分子化合物を構成
する少なくとも一種の単量体がシロキサン構造を含有し
ている。
The nonlinear polymeric material of the present invention is a nonlinear polymeric material in which a compound having a nonlinear optical effect is chemically bonded to a polymeric compound having optical transparency, and the nonlinear polymeric material comprises at least one monomer constituting the polymeric compound. The body contains a siloxane structure.

このようにシロキサン構造を有する単量体を重合させて
非線形高分子材料とするので、シロキサン構造は側鎖部
分に導入される。そして、シロキサン含有単量体を重合
させた高分子材料の場合は、全体に対するシロキサン部
分の含有量が増加し、シロキサン部分と非線形光学効果
を有する化合物の相互作用が強くなるために、添加量が
増大し、なおかつクラッドガラスに近い屈折率を有する
材料とすることが可能である。
Since a monomer having a siloxane structure is thus polymerized to form a nonlinear polymer material, the siloxane structure is introduced into the side chain portion. In the case of a polymer material made by polymerizing a siloxane-containing monomer, the content of the siloxane moiety increases relative to the whole, and the interaction between the siloxane moiety and the compound having a nonlinear optical effect becomes stronger, so the amount added increases. It is possible to create a material with a refractive index that is increased and still has a refractive index close to that of the cladding glass.

本発明にがかるシロキサン構造を有する単量体はアルコ
ール性水酸基と反応する官能基を有することが好ましい
。ここでアルコール性水酸基とはアルキル基に結合した
水酸基をいう。また、アルコール性水酸基と反応する官
能基としは脱水反応を起こし得る官能基を挙げることが
できる。
The monomer having a siloxane structure according to the present invention preferably has a functional group that reacts with an alcoholic hydroxyl group. Here, the alcoholic hydroxyl group refers to a hydroxyl group bonded to an alkyl group. Furthermore, examples of the functional group that reacts with alcoholic hydroxyl groups include functional groups that can cause a dehydration reaction.

さらに本発明のシロキサン構造を有する単量体は反応性
二重結合を有することが好ましく、反応性二重結合とし
ては、例えばビニル基、アクリロイル基等を挙げること
ができる。
Further, the monomer having a siloxane structure of the present invention preferably has a reactive double bond, and examples of the reactive double bond include a vinyl group and an acryloyl group.

本発明におけるシロキサン構造を含有する単量体の好ま
しい例としては、以下の一般式(I)ないしくIV)で
示される単量体を挙げることができる。
Preferred examples of monomers containing a siloxane structure in the present invention include monomers represented by the following general formulas (I) to IV).

一般式CI) 式(I)中、R1は水素原子又はメチル基、エチル基等
のアルキル基を表し、R,、R,はメチレン基÷Cll
2−)r−もしくはエーテル基+C1)、→70+CI
+2)r−であって、1)m、nは0〜lOの整数を表
す。aはl−10000の整数を表す。Xは水酸基、カ
ルボキシル基。
General formula CI) In formula (I), R1 represents a hydrogen atom or an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, and R,, R, is a methylene group ÷ Cll
2-) r- or ether group + C1), →70+CI
+2) r-, and 1) m and n represent integers from 0 to 1O. a represents an integer of 1-10000. X is a hydroxyl group or a carboxyl group.

エポキシ基等の[アルコール性水酸基と反応する官能基
」を表す。
Represents a functional group that reacts with an alcoholic hydroxyl group, such as an epoxy group.

一般式(II) 式(II)中、R3は水素原子又はメチル基、エチル基
等のアルキル基を表し、Re、 R14はメチン基+C
1)2+−もしくはエーテル基+ C1)! −)−i
−0÷Cl1t)i−であって、l + m 、nは0
〜10の整数を表す。R1〜Lffiはメチル基。
General formula (II) In formula (II), R3 represents a hydrogen atom or an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, and Re and R14 represent a methine group + C
1) 2+- or ether group + C1)! -)-i
−0÷Cl1t)i−, l + m, n is 0
Represents an integer between ~10. R1 to Lffi are methyl groups.

エチル基等のアルキル基もしくはフェニル基等のアリー
ル基を表す。bは1〜1ooooの整数を表す。Yは水
酸基、カルボキシル基、エポキシ基等の「アルコール性
水酸基と反応する官能基」を表す。
It represents an alkyl group such as an ethyl group or an aryl group such as a phenyl group. b represents an integer from 1 to 1oooo. Y represents a "functional group that reacts with an alcoholic hydroxyl group" such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an epoxy group.

一般式(I[) 一般式(IV) RIi     Rlm C−R,。General formula (I[) General formula (IV) RIi Rlm C-R,.

1 llt 式(I[)中、R,s〜R1t はメチル基、エチル基
等のアルキル基もしくはフェニル基等のアリール基又は
水酸基、カルボキシル基もしくはエポキシ基等のアルコ
ール性水酸基と反応する官能基を表す。Re3 はメチ
レン基+C1h−+r−もしくはエーテル基+C1)!
→rO+cH,汁であって、1.m、nはθ〜lOの整
数を表す。R1゜は水素原子又はメチル基、エチル基等
のアルキル基を表す。c、dは1〜tooooの整数を
表す。
1 llt In the formula (I[), R, s to R1t represent a functional group that reacts with an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, an aryl group such as a phenyl group, or an alcoholic hydroxyl group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an epoxy group. represent. Re3 is methylene group+C1h-+r- or ether group+C1)!
→rO+cH, juice, 1. m and n represent integers from θ to lO. R1° represents a hydrogen atom or an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group. c and d represent integers from 1 to toooo.

C:0 C−R,。C:0 C-R,.

CII* 式(IV)中、1lte〜Lx はメチル基、エチル基
等のアルキル基もしくはフェニル基等のアリール基又は
水酸基、カルボキシル基もしくはエポキシ基等のアルコ
ール性水酸基と反応する官能基を表す。Lx はメチレ
ン基÷cH1早もしくはエーテル基+CI(□→rO+
c1).升であって、1.m、nは0−10の整数を表
す。RI。
CII* In formula (IV), 1lte to Lx represent a functional group that reacts with an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, an aryl group such as a phenyl group, or an alcoholic hydroxyl group such as a hydroxyl group, a carboxyl group or an epoxy group. Lx is methylene group ÷ cH1 or ether group + CI (□→rO+
c1). It is a square, 1. m and n represent integers from 0 to 10. R.I.

は水素原子又はメチル基、エチル基等のアルキル基を表
す。c、dは1〜10000の整数を表す。
represents a hydrogen atom or an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group. c and d represent integers from 1 to 10,000.

本発明の高分子材料は、上記一般式(I)〜(■)のよ
うなシロキサン構造を有し、かつ重合性二重結合とアル
コール反応性官能基を有する単量体と、非線形光学効果
を有する化合物とを反応させた単量体を重合して得るこ
とができるが、その他の単量体として、アクリル酸、メ
タクリル酸などの重合性二重結合を持つ化合物の併用も
可能である。
The polymer material of the present invention has a siloxane structure as shown in the above general formulas (I) to (■), and a monomer having a polymerizable double bond and an alcohol-reactive functional group, and a nonlinear optical effect. It can be obtained by polymerizing a monomer reacted with a compound having a polymerizable double bond, but it is also possible to use a compound having a polymerizable double bond, such as acrylic acid or methacrylic acid, as another monomer.

本発明に係る非線形光学効果を有する化合物としては、
シロキサン構造を含有する単量体と化学結合するものが
望ましく、特に好ましくはアルコール性水酸基を有する
ものであり、例えば以下のものを挙げることができる。
Compounds having nonlinear optical effects according to the present invention include:
It is desirable to have a chemical bond with a monomer containing a siloxane structure, particularly preferably one having an alcoholic hydroxyl group, such as the following.

4−ヒドロキシメチル(メチル)アミノ−4′ニトロス
チルベン(化合物■という)、4ヒドロキシエチル(メ
チル)アミノ−4′−二トロスチルベン、4−ヒドロキ
シプロピル(メチル)アミノ−4′−ニトロスチルベン
1.4ヒドロキシブチル(メチル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン、4−ヒドロキシペンチル(メチル)アミ
ノ−4′−二トロスチルベン、4−ヒドロキシヘキシル
(メチル)アミノ−4′ニトロスチルベン、4−ヒドロ
キシメチル(エチル)アミノ−4′−二トロスチルベン
(化合物■という)、4−ヒドロキシエチル(エチル)
アミノ−4′−二トロスチルベン、4−ヒドロキシプロ
ピル(エチル)アミノ−4′−ニトロスチルベン、4−
ヒドロキシブチル(エチル)アミノ−4′−ニトロスチ
ルベン、4−ヒドロキシペンチル(エチル)アミノ−4
′−二トロスチルベン、4−ヒドロキシヘキシル(エチ
ル)アミノ−4′−二トロスチルベン、4−ヒドロキシ
メチル(プロピル)アミノ−4′−二トロスチルベン、
4−ヒドロキシエチル(プロピル)アミノ−4′−ニト
ロスチルベン、4−ヒドロキシプロピル(プロピル)ア
ミノ−4′−二トロスチルベン、4−ヒドロキシブチル
(プロピル)アミノ−4′−二トロスチルベン、4−ヒ
ドロキシペンチル(プロピル)アミノ−4′ニトロスチ
ルベン、4−ヒドロキシヘキシル(プロピル)アミノ−
4′−ニトロスチルベン、4−ヒドロキシメチル(ブチ
ル)アミノ−4′ニトロスチルベン、4−ヒドロキシエ
チル(ブチル)アミノ−4′−二トロスチルベン、4−
ヒドロキシプロピル(ブチル)アミノ−4′ニトロスチ
ルベン、4−ヒドロキシブチル(ブチル)アミノ−4′
−二トロスチルベン、4−ヒドロキシペンチル(ブチル
)アミノ−4′ニトロスチルベン、4−ヒドロキシヘキ
シル(ブチル)アミノ−4′−二トロスチルベン、4−
ヒドロキシメチル(ペンチル)アミノ−4′ニトロスチ
ルベン、4−ヒドロキシエチル(ペンチル)アミノ−4
′−二トロスチルベン、4−ヒドロキシプロピル(ペン
チル)アミノ−4′−二トロスチルベン、4−ヒドロキ
シブチル(ペンチル)アミノ−4′−二トロスチルベン
、4−ヒドロキシペンチル(ペンチル)アミノ−4′−
二トロスチルベン、4−ヒドロキシヘキシル(ペンチル
)アミノ−4′−二トロスチルベン、4−ヒドロキシメ
チル(ヘキシル)アミノ−4′−ニトロスチルベン、4
−ヒドロキシエチル(ヘキシル)アミノ−4′−二トロ
スチルベン、4−ヒドロキシプロピル(ヘキシル)アミ
ノ−4′−二トロスチルベン、4−ヒドロキシブチル(
ヘキシル)アミノ−4′−ニトロスチルベン、4−ヒド
ロキシペンチル(ヘキシル)アミノ−4′−ニトロスチ
ルベン、4−ヒドロキシヘキシル(ヘキシル)アミノ−
4′ニトロスチルベン、2−〔エチル[4−((4−ニ
トロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕エタノール(
redlと略称する、化合物■)、2−〔メチル[4−
[(4−ニトロフェニル)アゾ]フェニル〕アミノ〕エ
タノール、2−〔[4−[(4−ニトロフェニル)アソ
〕フェニル〕アミノ〕エタノール(化合物■という)、
2−〔プロピル[4−C(4−ニトロフェニル)アゾ]
、フェニル〕アミノ〕エタノール、2−〔ブチル(4−
((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕エ
タノール、2−〔ペンチル[4−((4−ニトロフェニ
ル)アゾ]フェニル〕アミノ〕エタノール、2−〔ヘキ
シル(4−[(4−ニトロフェニル)アソ〕フェニル〕
アミノ〕エタノール、2−〔エチル〔4−〔(4−ニト
ロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕メタノール、2
−〔エチル[4−[(4ニトロフエニル)アゾ〕フェニ
ル〕アミノ〕プロパツール、2−〔エチル[4−((4
−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕ブタノー
ル、2−〔エチル[4−((4−ニトロフェニル)アゾ
〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール、2−〔エチル[4
−[(4−ニトロフェニル)アゾ]フェニル〕アミノ〕
ヘキサノール、2− [(4−[(4−ニトロフェニル
)アゾ]フェニル〕アミノ〕メタノール、2−((4−
〔(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕プ
ロパツール、2−((4−((4−ニトロフェニル)ア
ゾ〕フェニル〕アミノ〕ブタノール、2− [(4−C
(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル]アミノ〕ペン
タノール、2((4−((4−ニトロフェニル)アソ〕
フェニル〕アミノ〕ヘキサノール、2−〔メチル(4−
[(4−ニトロフェニル)アゾ]フェニル〕アミノ〕メ
タノール、2−〔メチル〔4−〔(4−ニトロフェニル
)アゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパツール、2−〔メチ
ル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕ア
ミノ〕ブタノール、2−〔メチル(4−((4−ニトロ
フェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール、2
−〔メチル(4−[(4−ニトロフェニル)アゾ]フェ
ニル〕アミノ〕ヘキサノール、2−〔プロピル(4−[
(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕メタ
ノール、2−〔プロピルC4−CC4−ニトロフェニル
〕アゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパツール、2−〔プロ
ピル[4−[(4−ニトロフェニル)アゾ]フェニル〕
アミノ〕ブタノール、2−〔プロピル(4−((4−ニ
トロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール
、2−〔プロピル(4−((4−ニトロフェニル)アゾ
〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノール、2−〔ブチル(4
−((4−ニトロフェニル)アソ〕フェニル〕アミノ〕
メタノール、2−〔ブチル〔4〔(4−ニトロフェニル
)アゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパツール、2−〔ブチ
ル[4−((4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕ア
ミノ〕ブタノール、2−〔ブチル[4−[(4−ニトロ
フェニル)アゾ]フェニル〕アミノ〕ペンタノール、2
−〔ブチル[4−[(4−ニトロフェニル)アゾ]フェ
ニル〕アミノ〕ヘキサノール、2−〔ペンチル[4−〔
(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕メタ
ノール、2−〔ペンチル(4−((4−ニトロフェニル
)アゾ〕フェニル〕アミノ〕プロパツール、2−〔ペン
チル[4−C(4−ニトロフェニル)アゾ]フェニル〕
アミノ〕ブタノール、2−〔ペンチル[4−((4−ニ
トロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノール
、2−〔ペンチル[4−[(4−ニトロフェニル)アゾ
〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノール、2−〔ヘキシル[
4−[(4−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル]アミノ
〕メタノール、2−〔ヘキシル[4−[(4−ニトロフ
ェニル)アゾ]フェニル〕アミノ〕プロパツール、2−
〔ヘキシル(4−[(4−ニトロフェニル)アソ]フェ
ニル〕アミノ〕ブタノール、2−〔ヘキシル〔4〔(4
−ニトロフェニル)アゾ〕フェニル〕アミノ〕ペンタノ
ール、2−〔ヘキシル〔4−〔(4−ニトロフェニル)
アゾ〕フェニル〕アミノ〕ヘキサノール等である。
4-Hydroxymethyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene (referred to as compound ■), 4-hydroxyethyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypropyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene1. 4-hydroxybutyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypentyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxyhexyl(methyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxymethyl(ethyl) ) Amino-4'-nitrostilbene (referred to as compound ■), 4-hydroxyethyl (ethyl)
Amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypropyl(ethyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-
Hydroxybutyl(ethyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypentyl(ethyl)amino-4
'-nitrostilbene, 4-hydroxyhexyl(ethyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxymethyl(propyl)amino-4'-nitrostilbene,
4-Hydroxyethyl(propyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypropyl(propyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxybutyl(propyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxy Pentyl(propyl)amino-4'nitrostilbene, 4-hydroxyhexyl(propyl)amino-
4'-nitrostilbene, 4-hydroxymethyl(butyl)amino-4'nitrostilbene, 4-hydroxyethyl(butyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-
Hydroxypropyl(butyl)amino-4'nitrostilbene, 4-hydroxybutyl(butyl)amino-4'
-nitrostilbene, 4-hydroxypentyl(butyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxyhexyl(butyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-
Hydroxymethyl(pentyl)amino-4'nitrostilbene, 4-hydroxyethyl(pentyl)amino-4
'-nitrostilbene, 4-hydroxypropyl(pentyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxybutyl(pentyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypentyl(pentyl)amino-4'-
Nitrostilbene, 4-hydroxyhexyl(pentyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxymethyl(hexyl)amino-4'-nitrostilbene, 4
-Hydroxyethyl(hexyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypropyl(hexyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxybutyl(
hexyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxypentyl(hexyl)amino-4'-nitrostilbene, 4-hydroxyhexyl(hexyl)amino-
4'nitrostilbene, 2-[ethyl[4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]ethanol)
The compound ■), abbreviated as redl, 2-[methyl[4-
[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]ethanol, 2-[[4-[(4-nitrophenyl)aso]phenyl]amino]ethanol (referred to as compound ■),
2-[Propyl[4-C(4-nitrophenyl)azo]
, phenyl]amino]ethanol, 2-[butyl(4-
((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]ethanol, 2-[pentyl[4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]ethanol), 2-[hexyl(4-[(4-nitrophenyl) ) aso〕phenyl〕
Amino]ethanol, 2-[ethyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]methanol, 2
-[ethyl[4-[(4nitrophenyl)azo]phenyl]amino]propertool, 2-[ethyl[4-((4
-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]butanol, 2-[ethyl[4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]pentanol, 2-[ethyl[4
-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]
Hexanol, 2-[(4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]methanol, 2-((4-
[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]propatol, 2-((4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]butanol, 2-[(4-C
(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]pentanol, 2((4-((4-nitrophenyl)azo)
phenyl]amino]hexanol, 2-[methyl(4-
[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]methanol, 2-[methyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]propanol, 2-[methyl(4-((4-nitrophenyl) Phenyl)azo]phenyl]amino]butanol, 2-[methyl(4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]pentanol, 2
-[Methyl(4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]hexanol, 2-[propyl(4-[
(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]methanol, 2-[propylC4-CC4-nitrophenyl]azo]phenyl]amino]propatur, 2-[propyl[4-[(4-nitrophenyl)azo] Phenyl]
Amino]butanol, 2-[propyl(4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]pentanol, 2-[propyl(4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl)amino]hexanol, 2 -[Butyl (4
-((4-nitrophenyl)aso]phenyl]amino)
Methanol, 2-[butyl[4[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]propanol, 2-[butyl[4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]butanol, 2-[butyl [4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]pentanol, 2
-[Butyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]hexanol, 2-[pentyl[4-[
(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]methanol, 2-[pentyl(4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino)propatur, 2-[pentyl[4-C(4-nitrophenyl) ) azo] phenyl]
Amino]butanol, 2-[pentyl[4-((4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]pentanol, 2-[pentyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]hexanol, 2 −[hexyl[
4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]methanol, 2-[hexyl[4-[(4-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]propanol, 2-
[Hexyl(4-[(4-nitrophenyl)aso]phenyl]amino]butanol, 2-[hexyl[4[(4
-nitrophenyl)azo]phenyl]amino]pentanol, 2-[hexyl[4-[(4-nitrophenyl)]
Azo]phenyl]amino]hexanol and the like.

本発明において、シロキサン構造を有する単量体と非線
形光学効果を有する化合物とを化学的に結合する方法は
後記の実施例に示した。
In the present invention, a method for chemically bonding a monomer having a siloxane structure and a compound having a nonlinear optical effect is shown in Examples below.

非線形光学材料を化学結合させた樹脂組成物の屈折率は
、光ファイバのクラッドの屈折率よりわずかに小さいこ
とが望まれ、クラッドが石英の場合はn = 1.40
〜1.45が適している。
It is desirable that the refractive index of the resin composition chemically bonded with the nonlinear optical material is slightly smaller than the refractive index of the cladding of the optical fiber, and when the cladding is quartz, n = 1.40.
~1.45 is suitable.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の具体的実施例と本発明の構成によらない比
較例を挙げて説明するが、本発明はこれに限定されると
ころはない。
The present invention will be described below with reference to specific examples and comparative examples not based on the structure of the present invention, but the present invention is not limited thereto.

実施例1 シロキサン構造及び水酸基を含有しいてる単量体に対し
てチオニルクロライドを反応させ、水酸基部分を塩素化
することにより単量体のハロゲン化合物を得た。この化
合物に対して非線形光学効果を有する化合物を反応させ
、脱Hαを行なうことにより、非線形材料含有の単量体
を得た。次にこの単量体をAIBN(アゾビスイソブチ
ロニトリル)を開始剤として用いて重合させ、非線形材
料が組み込まれた高分子化合物を得た。このとき使用し
たシロキサン構造を含有している単量体と非線形光学効
果を有する化合物を以下の表1に示す。このとき非線形
材料の添加量はシロキサン構造を有する単量体から計算
すると、重量比で20重量%以上であった。
Example 1 A monomeric halogen compound was obtained by reacting a monomer containing a siloxane structure and a hydroxyl group with thionyl chloride and chlorinating the hydroxyl group. A monomer containing a nonlinear material was obtained by reacting this compound with a compound having a nonlinear optical effect and removing Hα. Next, this monomer was polymerized using AIBN (azobisisobutyronitrile) as an initiator to obtain a polymer compound incorporating a nonlinear material. The monomer containing a siloxane structure and the compound having a nonlinear optical effect used at this time are shown in Table 1 below. At this time, the amount of the nonlinear material added was 20% by weight or more when calculated from the monomer having a siloxane structure.

表1 得られた材料は、いずれも光学的に透明であり、屈折率
を測定したところ、1.30−の波長ですべて1.41
−1.44であった。また、これらの材料をデバイスの
一例として第1図に示したカプラー型光スイッチに適用
したところ、優れた応答特性を示した。第1図において
lはファイバ、2はカプラー収納ケース、3は光結合部
、4は本発明の非線形高分子材料、5は電極、6は導線
を表す。また、第2図は第1図のA−A断面図である。
Table 1 All of the obtained materials were optically transparent, and the refractive index was measured to be 1.41 at a wavelength of 1.30.
-1.44. Furthermore, when these materials were applied to a coupler type optical switch shown in FIG. 1 as an example of a device, excellent response characteristics were exhibited. In FIG. 1, l represents a fiber, 2 represents a coupler storage case, 3 represents an optical coupling section, 4 represents a nonlinear polymer material of the present invention, 5 represents an electrode, and 6 represents a conducting wire. Further, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1.

実施例2 シロキサン構造及びカルボキシ基を含有している単量体
に対して、触媒量のHa S 04存在下に非線形光学
効果を有する化合物を反応させ脱H30を行なうことに
より、非線形材料含有の単量体を得た。該単量体をAI
BNを開始剤として用いて重合させ、非線形材料が組み
込まれた高分子化合物を得た。使用したシロキサン構造
を含有する単量体と非線形光学効果を有する化合物を以
下の表2に示す。このとき非線形材料の添加量は、シロ
キサン構造を有する単量体から計算すると、重量比で2
0重量%以上であった。
Example 2 A monomer containing a nonlinear material was prepared by removing H30 by reacting a monomer containing a siloxane structure and a carboxyl group with a compound having a nonlinear optical effect in the presence of a catalytic amount of HaS04. Obtained a mass. The monomer is AI
Polymerization was performed using BN as an initiator to obtain a polymer compound incorporating a nonlinear material. Table 2 below shows the monomers containing a siloxane structure and the compounds having a nonlinear optical effect that were used. At this time, the amount of nonlinear material added is calculated from the monomer having a siloxane structure, and the weight ratio is 2.
It was 0% by weight or more.

表2 得られた材料は、いずれも光学的に透明であり、屈折率
を測定したところ、1.30/71)の波長ですべて1
.41−1.44であった。また、これらの材料をデバ
イスの一例として第1図に示したカプラー型光スイッチ
に適用したところ、優れた応答特性を示した。
Table 2 All of the obtained materials were optically transparent, and when their refractive index was measured, they all had a refractive index of 1 at a wavelength of 1.30/71).
.. It was 41-1.44. Furthermore, when these materials were applied to a coupler type optical switch shown in FIG. 1 as an example of a device, excellent response characteristics were exhibited.

実施例3 シロキサン構造及びエポキシ基を含有している単量体に
対して、触媒量のEl、A f存在下に非線形光学効果
を有する化合物を反応させ、開環反応を行なうことによ
り、非線形材料含有の単量体を得た。次にこの単量体を
AIBNを開始剤として用いることにより重合させ、非
線形材料が組み込まれた高分子化合物を得た。このとき
使用したシロキサン構造を含有する単量体と非線形光学
効果を有する化合物を以下の表3に示す。このとき非線
形材料の添加量は、シロキサン構造を有する単量体から
計算すると、重量比で20重量%以上であった。
Example 3 A monomer containing a siloxane structure and an epoxy group is reacted with a compound having a nonlinear optical effect in the presence of catalytic amounts of El and Af to perform a ring-opening reaction, thereby producing a nonlinear material. The containing monomer was obtained. This monomer was then polymerized using AIBN as an initiator to obtain a polymer compound incorporating the nonlinear material. The monomer containing a siloxane structure and the compound having a nonlinear optical effect used at this time are shown in Table 3 below. At this time, the amount of the nonlinear material added was 20% by weight or more, calculated from the monomer having a siloxane structure.

表3 以上、得られた材料。よ、いずゎも完工?ユ透明であり
、屈折率を測定したところ、1.30 tsの波長です
べて1.41〜1,44であった。また、これらの材料
をデバイスの一例として第1図に示したカプラー型光ス
イッチに適用したところ、優れた応答特性を示した。
Table 3 The materials obtained above. Yo, Izuwa is also completed? The refractive index was measured to be 1.41 to 1.44 at a wavelength of 1.30 ts. Furthermore, when these materials were applied to a coupler type optical switch shown in FIG. 1 as an example of a device, excellent response characteristics were exhibited.

比較例1 シロキサン構造を有しない単量体として、アクリル酸を
用いて、水酸基部分を塩素化し、実施例1〜3で使用し
た非線形光学材料として化合物■、■、■、■とそれぞ
れ反応させ、脱Hαを行なうことにより、非線形材料を
含有する単量体を得た。次にこの単量体をAIBNを開
始剤として用いることにより得られた化合物は、いずれ
も光学的に透明であったが、屈折率が1.5を越えてお
り、カプラー型光スイッチに適用することはできなかっ
た。
Comparative Example 1 Acrylic acid was used as a monomer having no siloxane structure, the hydroxyl group was chlorinated, and the hydroxyl group was reacted with compounds ■, ■, ■, and ■ as nonlinear optical materials used in Examples 1 to 3, respectively. By removing Hα, a monomer containing a nonlinear material was obtained. Next, the compounds obtained by using this monomer with AIBN as an initiator were all optically transparent, but their refractive index exceeded 1.5, making them suitable for application to coupler-type optical switches. I couldn't do that.

比較例2 比較例1のアクリル酸の代わりにメタクリル酸を用いて
、非線形材料として化合物■、■。
Comparative Example 2 Using methacrylic acid instead of acrylic acid in Comparative Example 1, compounds ① and ② were used as nonlinear materials.

■、■とそれぞれ反応させ、次にAIBNを開始剤とし
て用いて重合させることにより高分子化合物を得た。得
られた化合物はいずれも光学的に透明であったが、この
場合もやはり屈折率が1.5を越えており、カプラー型
光スイッチに適用することはできなかった。
A polymer compound was obtained by reacting with (1) and (2), respectively, and then polymerizing using AIBN as an initiator. All of the obtained compounds were optically transparent, but their refractive index exceeded 1.5, and they could not be applied to coupler-type optical switches.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明は光透過性を有する高分子
化合物を構成する単量体にシロキサン構造を導入し、な
おかつ非線形材料を化学結合により組み込むことによっ
て、非線形材料の添加量を向上させ、屈折率がクラッド
(ガラス)とほぼ同等程度に低い材料を提供することを
可能とする。
As explained above, the present invention improves the amount of nonlinear material added by introducing a siloxane structure into the monomer constituting the optically transparent polymer compound and incorporating the nonlinear material through chemical bonding. It is possible to provide a material whose refractive index is almost as low as that of the cladding (glass).

また、本発明の非線形高分子材料は優れた電気光学効果
を示し、1例としてデバイス化を試みたカプラー型光ス
イッチに適用可能であることがわかった。
Furthermore, it was found that the nonlinear polymer material of the present invention exhibits an excellent electro-optic effect, and can be applied to a coupler-type optical switch, which was attempted to be made into a device, as an example.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の非線形高分子材料を用いたカプラー型
光スイ・ソチの構造を説明する断面図、第2図は第1図
のA−A断面図である。 図中、■はファイバ、2はカプラー収納ケース、3は光
結合部、4は本発明の非線形高分子材料、5は電極、6
は導線を表す。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the structure of a coupler type optical switch using the nonlinear polymer material of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1. In the figure, ■ is a fiber, 2 is a coupler storage case, 3 is an optical coupling part, 4 is a nonlinear polymer material of the present invention, 5 is an electrode, and 6
represents a conductor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光透過性を有する高分子化合物に非線形光学効果
を有する化合物が化学結合してなる非線形高分子材料で
あって、該高分子化合物を構成する少なくとも一種の単
量体がシロキサン構造を含有することを特徴とする非線
形高分子材料。
(1) A nonlinear polymeric material formed by chemically bonding a compound having a nonlinear optical effect to a polymeric compound having optical transparency, wherein at least one monomer constituting the polymeric compound contains a siloxane structure. A nonlinear polymer material characterized by:
(2)該シロキサン構造を有する単量体がアルコール性
水酸基と反応する官能基および反応性二重結合を有し、
該アルコール性水酸基と反応する官能基部分で上記非線
形光学効果を有する化合物と化学結合することを特徴と
する請求項(1)に記載の非線形高分子材料。
(2) the monomer having the siloxane structure has a functional group that reacts with an alcoholic hydroxyl group and a reactive double bond,
2. The nonlinear polymeric material according to claim 1, wherein the functional group portion that reacts with the alcoholic hydroxyl group is chemically bonded to the compound having the nonlinear optical effect.
(3)非線形光学効果を有する化合物が分子中にアルコ
ール性水酸基を有することを特徴とする請求項(1)に
記載の非線形高分子材料。
(3) The nonlinear polymer material according to claim (1), wherein the compound having a nonlinear optical effect has an alcoholic hydroxyl group in the molecule.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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