高分子骨格の2次非線形光学定数への影響

摘要

非線形光学効果は光の波長，波面，振幅·位相を変化させることができ，波長変換，超高速光通信などへの応用が期待されているため，近年盛んに研究されている．無機材料や有機単結晶の非線形光学材料は化学式や分子式などから結晶構造を予測することができない，また大きい単結晶を作ることが難しいなどの欠点がある．これに対し，高分子材料は無機材料などに比べ，分子設計の自由度が高い，成型加工が容易であるなどの利点のため注目を集めている．非線形光学材料としての高分子は大きく分けて二種類に分かれる．まず，非線形光学発色団を高分子にドープした系，それから高分子の主鎖もしくは側鎖に非線形光学発色団を化学修飾した系である．本研究では後者に注目している． 二次の非線形光学効果には非中心対称構造が必要である．高分子では非中心対称構造をポーリングなどの配向処理により導入する．ポーリングによって配向させた高分子をボールドポリマーという． ポールドポリマーとしてはビニルポリマーが最初に用いられていたが，これは緩和しやすいという欠点があったため，緩和を防ぐための方法が考えられるようになった. 緩和を防ぐ方法としてはポリイミドなどのガラス転移温度の高いポリマーを用いる方法，非線形発色団を架橋させる方法などがとられた．本研究では架橋が可能な高分子に注目した． 架橋型ポリマーはポーリングにより配向した状態で架橋することができるのでポーリング後の配向緩和を防ぐことができる．そこで本研究ではジアセチレン基を架橋部位として持つ高分子について研究を行った．主鎖骨格にp-cinnamateを持つものと，m-cinnamateを持つもの，そしてp-cinnamateとm-cinnamateの共重合体のポリマーを用いて，ポリマーの主鎖骨格による非線形光学定数への影響について検討した．