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CN119156667A - 非线性光吸收材料、记录介质、信息的记录方法和信息的读取方法 - Google Patents

非线性光吸收材料、记录介质、信息的记录方法和信息的读取方法 Download PDF

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CN119156667A
CN119156667A CN202380038242.7A CN202380038242A CN119156667A CN 119156667 A CN119156667 A CN 119156667A CN 202380038242 A CN202380038242 A CN 202380038242A CN 119156667 A CN119156667 A CN 119156667A
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CN
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light
group
recording
nonlinear
absorption
Prior art date
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CN202380038242.7A
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横山麻纱子
安藤康太
坂田直弥
田头健司
荒濑秀和
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Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

本公开的一方案中的非线性吸收材料包含由下述式(1)表示的化合物。式(1)中，R1至R12相互独立地表示包含选自H、B、C、N、O、F、Si、P、S、Cl、I和Br中的至少一个的原子的基团。

Description

非线性光吸收材料、记录介质、信息的记录方法和信息的读取 方法
技术领域
本公开涉及非线性光吸收材料、记录介质、信息的记录方法和信息的读取方法。
背景技术
在光吸收材料等光学材料中，具有非线性光学(Non-Linear Optical)效果的材料被称为非线性光学材料。非线性光学效应意指在对物质照射激光等强光的情况下在该物质中发生与照射光的电场的平方或更高次方成比例的光学现象。作为光学现象，可以举出吸收、反射、散射、发光等。作为与照射光的电场的平方成比例的二阶非线性光学效应，可以举出二次谐波产生(SHG)、普克尔效应、参量效应等。作为与照射光的电场的三次方成比例的三阶非线性光学效应，可以举出双光子吸收、多光子吸收、三次谐波产生(THG)、克尔效应等。在本说明书中，有时将双光子吸收等多光子吸收称为非线性光吸收。有时将能够进行非线性光吸收的材料称为非线性光吸收材料。特别地，有时将能够进行双光子吸收的材料称为双光子吸收材料。需要说明的是，有时也将非线性光吸收称为非线性吸收。
对于非线性光学材料，目前为止，积极地进行了大量的研究。特别地，作为非线性光学材料，开发着能够容易地制备单晶的无机材料。近年来，期待着由有机材料制成的非线性光学材料的开发。有机材料与无机材料相比，不仅具有高设计自由度，而且具有大的非线性光学常数。进而，对于有机材料而言，以高速进行非线性响应。在本说明书中，有时将包含有机材料的非线性光学材料称为有机非线性光学材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6448042号公报
专利文献2：日本专利第5738554号公报
非专利文献
非专利文献1：Harry L.Anderson,et al.,“Two-Photon Absorption and theDesign of Two-Photon Dyes”,Angew.Chem.Int.Ed.2009,Vol.48,p.3244-3266.
发明内容
发明要解决的课题
需要对于具有短波长范围的波长的光具有非线性光吸收特性的新型化合物。
用于解决课题的手段
本公开的一方案中的非线性光吸收材料包含由下述式(1)表示的化合物。
[化学式编号1]
上述式(1)中，R1至R12相互独立地表示包含选自H、B、C、N、O、F、Si、P、S、Cl、I和Br中的至少一个原子的基团。
发明的效果
本公开提供对于具有短波长范围的波长的光具有非线性光吸收特性的新化合物。
附图说明
图1A为与使用了包含本公开的一实施方式涉及的非线性光吸收材料的记录介质的信息的记录方法有关的流程图。
图1B为与使用了包含本公开的一实施方式涉及的非线性光吸收材料的记录介质的信息的读取方法有关的流程图。
图2为表示由式(2)表示的化合物的1H-NMR波谱的谱图。
图3为表示实施例和比较例的树脂薄膜的记录再现特性的曲线图。
具体实施方式
(成为本公开的基础的见解)
在有机非线性光学材料中，双光子吸收材料特别受到关注。所谓双光子吸收，意指化合物几乎同时吸收两个光子而跃迁至激发态的现象。作为双光子吸收，已知同时双光子吸收和阶段双光子吸收。同时双光子吸收有时也被称为非共振双光子吸收。同时双光子吸收意指在不存在单光子的吸收带的波长范围中的双光子吸收。阶段双光子吸收有时也被称为共振双光子吸收。在阶段双光子吸收中，化合物吸收第一个光子后进一步吸收第二个光子，从而跃迁至更高阶的激发态。在阶段双光子吸收中，化合物逐次地吸收2个光子。
在同时双光子吸收中，化合物引起的光的吸收量通常与照射光强度的平方成比例，显示非线性特性。化合物引起的光的吸收量能够作为双光子吸收的效率的指标被利用。在化合物引起的光的吸收量显示非线性特性的情况下，例如，可以只在具有高电场强度的激光的焦点附近发生化合物引起的光的吸收。即，在包含双光子吸收材料的试样中，能够只在所期望的位置激发化合物。这样，产生同时双光子吸收的化合物带来极高的空间分辨率，因此研究了在三维光存储器的记录层、光造形用的光固化性树脂组合物等用途中的应用。在双光子吸收材料还具有荧光特性的情况下，双光子吸收材料也能够应用于在双光子荧光显微镜等中使用的荧光色素材料。如果将该双光子吸收材料利用于三维光存储器，则也有可能能够采用基于来自双光子吸收材料的荧光的变化来读取记录层的ON/OFF(开/关)的状态的方式。在现行的光存储器中，采用了基于双光子吸收材料中的光的反射率的变化和光的吸收率的变化来读取记录层的ON/OFF的状态的方式。但是，在将该方式应用于三维光存储器的情况下，对于现有的双光子吸收材料而言，相对于单光子吸收效率，双光子吸收效率小，因此基于与本应读取ON/OFF的状态的记录层不同的其他的记录层，有时发生串扰。
对于双光子吸收材料而言，作为表示双光子吸收的效率的指标，使用双光子吸收截面积(GM值)。双光子吸收截面积的单位为GM(10-50cm4·s·molecule-1·photon-1)。目前为止，提出了大量的具有大的双光子吸收截面积的有机双光子吸收材料。例如，报道了大量的在超过500GM的程度上具有大的双光子吸收截面积的化合物(例如非专利文献1)。但是，在几乎所有的报道中，双光子吸收截面积使用具有比600nm长的波长的激光进行的测定。特别地，作为激光，有时也利用具有比750nm长的波长的近红外线。
但是，为了将双光子吸收材料应用于工业用途，需要在照射了具有更短波长的激光时显现双光子吸收特性的材料。例如，在三维光存储器的领域中，具有短波长的激光能够实现更微细的集聚点，因此能够提高三维光存储器的记录密度。在光造形的领域中，也是具有短波长的激光能够实现更高分辨率的造形。进而，在Blu-ray(注册商标)盘的标准中，使用具有405nm的中心波长的激光。这样，如果能开发对于与具有短波长的激光相同的波长范围的光具有优异的双光子吸收特性的化合物，则能够对工业的发展作出大的贡献。
进而，出射光强度大的极短脉冲激光的发光装置为大型，并且具有动作不稳定的倾向。因此，这样的发光装置从通用性和可靠性的观点出发，难以在工业用途中采用。考虑到这点，为了将双光子吸收材料应用于工业用途，需要即使在照射光强度小的激光的情况下也显现双光子吸收特性的材料。
作为光源，例如能够使用钛蓝宝石激光器等飞秒激光器或半导体激光器等具有皮秒至纳秒的脉冲宽度的脉冲激光器。从小型、通用性高、动作稳定的观点出发，对于工业用途，半导体激光器适合。在使用脉冲宽度为皮秒至纳秒或其以上的激光器，将用透镜集光并提高了光子密度的光照射于有机非线性光学材料的情况下，电子以飞秒级经过单光子激发或双光子激发，用数百飞秒至皮秒弛豫到最低激发态。即使在电子弛豫至最低激发态的时刻，也正在进行脉冲照射。因此，有时发生从最低激发态进一步向高阶的激发态的激发。将该现象称为激发态吸收(ESA：Excited State Absorption)。然后，只要脉冲照射持续，就会反复发生激发态吸收和向最低激发态的弛豫。该弛豫除了薁等特殊的情形以外，是最迟以皮秒级就完成的非常快的过程，并且无辐射失活。即，不是通过放射荧光或磷光这样的光而导致的失活，而是通过发热而发生失活。这样，在使用脉冲宽度为皮秒至纳秒或其以上的激光器使非线性光吸收材料局部地激发时，非线性光吸收材料进一步发生激发态吸收的情况下，可能局部地产生热。这使得能够例如作为用于使记录介质局部地变质的热源而利用非线性光吸收材料，乃至能够进行三维记录。
激发态吸收例如如下所述进行。
(1-1)通过单光子吸收或双光子吸收，电子从基态(S0)跃迁到激发态，迅速地弛豫到第一激发态(单重态、S1)。
(1-2)从S1状态进一步进行单光子吸收，将电子激发至高阶的单重激发态(Sn)。
或者，
(2-1)通过单光子吸收或双光子吸收，电子从基态(S0)跃迁到激发态，迅速地弛豫到第一激发态(单重态、S1)。
(2-2)发生从S1状态向三重激发态(T1)的系间串越(ISC：Intersystem crossing)。
(2-3)从T1状态进一步进行单光子吸收，将电子激发至高阶的三重激发态(Tn)。
在没有发生激发态吸收的情况下，例如电子跃迁如下所述地进行。
(3-1)通过单光子吸收或双光子吸收，电子从基态(S0)跃迁到激发态，迅速地弛豫到第一激发态(单重态、S1)。
(3-2)电子从S1状态弛豫到S0状态而失活。
或者
(4-1)通过单光子吸收或双光子吸收，电子从基态(S0)跃迁到激发态，迅速地弛豫到第一激发态(单重态、S1)。
(4-2)发生从S1状态向三重激发态(T1)的系间串越。
(4-3)电子从T1状态弛豫到S0状态而失活。
如上所述，激发态吸收为逐次的多光子吸收，是非线性光吸收的一种。激发态吸收也与双光子吸收同样地，只在将高强度的光照射于试样的情况下发生。将低强度的光照射于试样时发生激发态吸收的概率小到能够忽视。
在具有非线性光吸收特性的化合物中，照射脉冲宽度为皮秒至纳秒或其以上的激光的情形的光强度与吸收特性的关系由以下的式(i)和(ii)表示。在本说明书中，有时将具有非线性光吸收特性的化合物称为非线性光吸收化合物。式(i)和(ii)是用于算出对包含非线性光吸收化合物且具有微小厚度dz的试样照射强度I的光时光强度的减小-dI的计算式。
[数学式编号1]
式(ii)中，α为单光子吸收系数(cm-1)。β为同时双光子吸收系数(cm/W)。γ为同时三光子吸收系数(cm3/W2)。σESA为激发态吸收截面积(cm2)。τ为激发态的寿命(s)。(h拔)为狄拉克常数(J·s)。ω为入射光的角频率(rad/s)。
进而，α和β能够分别用下述式(iii)和(iv)表示。式(iii)和(iv)中，ε为摩尔吸光系数(mol-1·L·cm-1)。N为试样的每单位体积的化合物的分子数(mol·cm-3)。NA为阿伏伽德罗常数。σ为双光子吸收截面积(GM)。
[数学式编号2]
吸收系数(cm-1)是指光在物质中前进时每单位长度所吸收的光子的比例。摩尔吸光系数(L·mol-1·cm-1)是指光在物质中前进时每1摩尔分子所吸收的光子的比例。吸收截面积(cm2)是指光在物质中前进时每1个粒子(分子)所吸收的光子的比例。吸收系数能够通过用试样的每单位体积的分子数(分子的数密度)去除，从而换算为吸收截面积。吸收截面积通过乘以阿伏伽德罗常数(6.02×1023mol-1)而进行单位换算，从而能够换算为摩尔吸光系数。
在照射光强度小的情况下，三阶的非线性光吸收的贡献变小。例如，在照射小型、通用性高的半导体激光器的光的情况下，认为式(i)中的三次项小到能够忽视。为了简单，使用忽略了CI3的下述式(v)，以下对于光吸收的非线性特性进行说明。
[数学式编号3]
由式(v)，在试样中，可知线性吸收量(一次项：AI)与非线性吸收量(二次项：BI2)相等时的入射光的强度I用A/B表示。即，入射光的强度I比A/B小时，在试样中，优先产生线性光吸收。在入射光的强度I比A/B大时，在试样中，优先产生非线性光吸收。因此，具有如下倾向：试样中的A/B的值越小，采用光强度小的激光，越能够优先地显现非线性光吸收。在此，A/B由下述式(vi)表示。
[数学式编号4]
在没有发生激发态吸收的材料的情况下，由于σESA＝0，因此下述式(vii)成立。因此，在入射光强度比α/β小的情况下，与非线性光吸收相比，优先发生线性光吸收。
[数学式编号5]
另一方面，在发生激发态吸收的材料的情况下，式(vii)的左边的项具有值，式(vii)不成立。因此，能够降低用于使非线性光吸收比线性光吸收优先地发生的入射光强度I的阈值。如果是激发态吸收大的材料，则即使是非常低的入射光强度，也能够优先地发生非线性光吸收。
在专利文献1中公开了通过对含有非线性吸收色素、形成了多层的衍射光栅的光信息记录材料照射中心波长401nm、脉冲宽度8纳秒的激光，将衍射光栅局部地破坏，从而形成记录标记。作为非线性吸收色素，公开了1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯、1，3，6，8-四苯基芘、芘-乙二醇-芘、1，4-双(苯基乙炔基)苯、1，2，4，5-四(苯基乙炔基)苯、9，10-二苯基蒽、5，6，11，12-四苯基并四苯、芴、2，7-二溴芴、1-溴芘、4-溴芘和芘。
在专利文献2中公开了全息记录用介质，其含有会通过波长405nm、脉冲宽度5纳秒的激光照射而跃迁至高阶的三重激发态的非线性增感剂。作为非线性增感剂，公开了铂乙炔基络合物。
但是，如果非线性吸收色素的基态下的吸收系数过小，则式(v)中的-dI/dz的值变小，记录灵敏度变得不充分。另外，在非线性吸收色素吸收光、激发后返回基态前经过三重激发态的情况下，担心耐光性不足。这是因为，大气中的氧分子在基态下以三重态存在，与位于三重激发态的色素发生能量移动反应，生成单重态氧。三重激发态返回基态时，伴有自旋的翻转，因此寿命长，非常长者具有数百毫秒级的激发寿命。在激发后经由三重激发态的色素的数越多，即色素的项间交叉的量子收率越高，则与氧分子反应的概率越升高。三重激发态的寿命越长，则与氧分子反应的概率进一步升高。单重态氧电子不足，活性非常高，与在周边存在的色素或高分子化合物反应而使其变质。与单重态氧反应的色素会褪色等，光学特性发生变化。
本发明人们进行了深入研究，结果新发现：后述的由式(1)表示的化合物对于具有短波长范围的波长的光具有高的非线性光吸收特性。具体地，本发明人们发现：对于由式(1)表示的化合物而言，对于具有短波长范围的波长的光，单光子吸收系数α位于不过大也不过小的范围，进而，激发态吸收截面积σESA具有高的值。其结果，对于由式(1)表示的化合物而言，除了上述的-dI/dz的值足够大以外，线性光吸收的大小B与非线性光吸收的大小A之比A/B(式(vi))的值小，具有光吸收的非线性特性高的倾向。在由式(1)表示的化合物中，在短波长范围产生的激发态吸收来自单重激发态，激发态的寿命不过长，不易与大气中的氧发生反应。因此，也不易发生由单重态氧的生成导致的变质。本说明书中，短波长范围意指包含405nm的波长范围，例如意指390nm以上且420nm以下的波长范围。
(本公开涉及的一方案的概要)
本公开的第一方案涉及的非线性光吸收材料包含由下述式(1)表示的化合物。
[化学式编号2]
所述式(1)中，R1至R12相互独立地表示包含选自H、B、C、N、O、F、Si、P、S、Cl、I和Br中的至少一个原子的基团。
第一方案涉及的非线性光吸收材料对于具有短波长范围的波长的光具有非线性光吸收特性。
在本公开的第二方案中，例如根据第一方案涉及的非线性光吸收材料，所述R5至所述R12各自可为氢原子。
在本公开的第三方案中，例如根据第一或第二方案涉及的非线性光吸收材料，所述R1和所述R2可为相同的基团，或者，所述R1和所述R3可为相同的基团。
在本公开的第四方案中，例如根据第一至第三方案中任一项涉及的非线性光吸收材料，所述R1至所述R4可为相同的基团。
根据第二至第四方案，由式(1)表示的化合物容易合成。
在本公开的第五方案中，例如根据第一至第四方案中任一项涉及的非线性光吸收材料，所述R1至所述R4可各自为甲基。
根据第五方案，由式(1)表示的化合物可稳定地显现本来的特性。
在本公开的第六方案中，例如第一至第五方案中任一项涉及的非线性光吸收材料可用于利用具有390nm以上且420nm以下的波长的光的器件。
根据第六方案，非线性光吸收材料适于利用具有390nm以上且420nm以下的波长的光的器件的用途。
本公开的第七方案涉及的记录介质包含第一至第六方案中任一项涉及的非线性光吸收材料。
根据第七方案，在非线性光吸收材料中，改善了对于具有短波长范围的波长的光的非线性光吸收特性。包含这样的非线性光吸收材料的记录介质能够以高记录密度记录信息。
本公开的第八方案涉及的信息的记录方法包括：准备发出具有390nm以上且420nm以下的波长的光的光源；将来自所述光源的所述光集聚，照射于包含第一至第七方案中任一项涉及的非线性光吸收材料的记录介质中的记录层。
根据第八方案，在非线性光吸收材料中，改善了对于具有短波长范围的波长的光的非线性光吸收特性。根据使用了包含这样的非线性光吸收材料的记录介质的信息的记录方法，能够以高记录密度记录信息。
本公开的第九方案涉及的信息的读取方法例如为采用第八方案涉及的记录方法记录的信息的读取方法，所述读取方法包括：通过对所述记录介质中的记录层照射光，从而测定所述记录层的光学特性，从所述记录层读取信息。
在本公开的第十方案中，例如根据第九方案涉及的信息的读取方法，所述光学特性可为在所述记录层反射的光的强度。
根据第九或第十方案，在读取信息时，能够抑制基于其他记录层的串扰的发生。
以下对于本公开的实施方式，参照附图进行说明。本公开并不限定于以下的实施方式。
(实施方式)
本实施方式的非线性光吸收材料包含由下述式(1)表示的化合物a。
[化学式编号3]
式(1)中，R1至R12相互独立地表示包含选自H、B、C、N、O、F、Si、P、S、Cl、I和Br中的至少一个原子的基团。
就化合物a而言，具有短波长范围的波长的光的吸收量足够大。作为吸收量的细目，有线性光吸收的大小A与非线性光吸收的大小B之比A/B的值小的倾向、即光吸收的非线性特性高的倾向。化合物a由于在弛豫过程中不经由三重激发态，因此具有优异的耐光性。这样，化合物a在对于具有短波长范围的波长的光的非线性光吸收特性和耐光性的兼顾的观点上得以改善。进而，记录灵敏度提高。化合物a通过具有短波长范围的波长的激光的照射而被激发，伴有结构变化的同时弛豫到最低单重激发态，从最低单重激发态进一步吸收激光而向高阶的单重激发态跃迁。激发后的结构变化通过连接2个6元环的双键扭曲而发生。在绝热状态下π电子共轭系变短。由此，激发态的光吸收带蓝移到短波长范围，短波长范围中的σESA显示高值。
式(1)中，R1至R12相互独立地可为氢原子、卤素原子、烃基、卤代烃基、包含氧原子的基团、包含氮原子的基团、包含硫原子的基团、包含硅原子的基团、包含磷原子的基团、或包含硼原子的基团。
作为卤素原子，可列举出F、Cl、Br、I等。在本说明书中，有时将卤素原子称为卤素基。
烃基为烷基或不饱和烃基。
对烷基的碳数并无特别限定，例如为1以上且20以下。烷基的碳数从能够容易地合成化合物a的观点出发，可为1以上且10以下，可为1以上且5以下。通过调节烷基的碳数，从而对于化合物a，能够调节对于溶剂或树脂组合物的溶解性。烷基可为直链状，也可为支链状，也可为环状。烷基中所含的至少一个的氢原子可被包含选自N、O、P和S中的至少一个原子的基团取代。作为烷基，可列举出甲基、乙基、丙基、丁基、2-甲基丁基、戊基、己基、2，3-二甲基己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、2-甲氧基丁基、6-甲氧基己基等。
不饱和烃基包含碳-碳双键、碳-碳三键等不饱和键。不饱和烃基中所含的不饱和键的数为例如1以上且5以下。对不饱和烃基的碳数并无特别限定，例如为2以上且20以下，可为2以上且10以下，可为2以上且5以下。不饱和烃基可为直链状，也可为支链状，也可为环状。不饱和烃基中所含的至少一个氢原子可被包含选自N、O、P和S中的至少一个原子的基团取代。作为不饱和烃基，可列举出乙烯基、乙炔基、芳基等。
所谓卤代烃基，意指烃基中所含的至少一个氢原子被卤素原子取代的基团。卤代烃基可为烃基中所含的全部氢原子被卤素原子取代的基团。作为卤代烃基，可列举出卤代烷基、卤代烯基等。
作为卤代烷基，可列举出-CF3、-CH2F、-CH2Br、-CH2Cl、-CH2I、-CH2CF3等。作为卤代烯基，可列举出-CH＝CHCF3等。
包含氧原子的基团例如为具有选自羟基、羧基、醛基、醚基、酰基和酯基中的至少一个的取代基。
作为具有羟基的取代基，例如可列举出羟基自身和具有羟基的烃基。该取代基中，羟基可脱质子化而为-O-的状态。作为具有羟基的烃基，可列举出-CH2OH、-CH(OH)CH3、-CH2CH(OH)CH3、-CH2C(OH)(CH3)2等。
作为具有羧基的取代基，例如可列举出羧基自身和具有羧基的烃基。该取代基中，羧基可脱质子化而为-CO2 -的状态。作为具有羧基的烃基，可列举出-CH2CH2COOH、-C(COOH)(CH3)2、-CH2CO2 -等。
作为具有醛基的取代基，例如可列举出醛基自身和具有醛基的烃基。作为具有醛基的烃基，可列举出-CH＝CHCHO等。
作为具有醚基的取代基，例如可列举出烷氧基、卤代烷氧基、烯氧基、环氧乙烷基、和具有这些官能团中的至少一个的烃基。烷氧基中所含的至少一个氢原子可被包含选自N、O、P和S中的至少一个原子的基团取代。作为烷氧基，可列举出甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、丁氧基、2-甲基丁氧基、2-甲氧基丁氧基、4-乙硫基丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基、十四烷氧基、十五烷氧基、十六烷氧基、十七烷氧基、十八烷氧基、十九烷氧基、二十烷氧基、-OCH2O-、-OCH2CH2O-、-O(CH2)3O-等。作为卤代烷氧基，可列举出-OCHF2、-OCH2F、-OCH2Cl等。作为烯氧基，可列举出-OCH＝CH2等。作为具有烷氧基等官能团的烃基，可列举出-CH2OCH3、-C(OCH3)3、2-甲氧基丁基、6-甲氧基己基等。
作为具有酰基的取代基，例如可列举出酰基自身和具有酰基的烃基。作为酰基，可列举出-COCH3等。作为具有酰基的烃基，可列举出-CH＝CHCOCH3等。
作为具有酯基的取代基，例如可列举出烷氧基羰基、酰氧基、和具有这些官能团中的至少一个的烃基。作为烷氧基羰基，可列举出-COOCH3、-COO(CH2)3CH3、-COO(CH2)7CH3等。作为酰氧基，可列举出-OCOCH3等。作为具有酰氧基等官能团的烃基，可列举出-CH2OCOCH3等。
包含氮原子的基团例如为具有选自氨基、亚氨基、氰基、叠氮基、酰胺基、氨基甲酸酯基、硝基、氰胺基、异氰酸酯基和肟基中的至少一个的取代基。
作为具有氨基的取代基，例如可列举出伯氨基、仲氨基、叔氨基、季氨基、和具有这些官能团中的至少一个的烃基。在该取代基中，氨基可质子化。作为叔氨基，可列举出-N(CH3)2等。作为具有伯氨基等官能团的烃基，可列举出-CH2NH2、-CH2N(CH3)2、-(CH2)4N(CH3)2、-CH2CH2NH3 +、-CH2CH2NH(CH3)2 +、-CH2CH2N(CH3)3 +等。
作为具有亚氨基的取代基，例如可列举出亚氨基自身和具有亚氨基的烃基。作为亚氨基，可列举出-N＝CCl2等。
作为具有氰基的取代基，例如可列举出氰基自身和具有氰基的烃基。作为具有氰基的烃基，可列举出-CH2CN、-CH＝CHCN等。
作为具有叠氮基的取代基，例如可列举出叠氮基自身和具有叠氮基的烃基。
作为具有酰胺基的取代基，例如可列举出酰胺基自身和具有酰胺基的烃基。作为酰胺基，可列举出-CONH2、-NHCHO、-NHCOCH3、-NHCOCF3、-NHCOCH2Cl、-NHCOCH(CH3)2等。作为具有酰胺基的烃基，可列举出-CH2CONH2、-CH2NHCOCH3等。
作为具有氨基甲酸酯基的取代基，例如可列举出氨基甲酸酯基自身和具有氨基甲酸酯基的烃基。作为氨基甲酸酯基，可列举出-NHCOOCH3、-NHCOOCH2CH3、-NHCO2(CH2)3CH3等。
作为具有硝基的取代基，例如可列举出硝基自身和具有硝基的烃基。作为具有硝基的烃基，可列举出-C(NO2)(CH3)2等。
作为具有氰胺基的取代基，例如可列举出氰胺基自身和具有氰胺基的烃基。氰胺基由-NHCN表示。
作为具有异氰酸酯基的取代基，例如可列举出异氰酸酯基自身和具有异氰酸酯基的烃基。异氰酸酯基由-N＝C＝O表示。
作为具有肟基的取代基，例如可列举出肟基自身和具有肟基的烃基。肟基由-CH＝NOH表示。
包含硫原子的基团例如为具有选自硫醇基、硫醚基、亚磺酰基、磺酰基、亚磺基、磺酸基、酰硫基、次磺酰胺基、磺酰胺基、硫代酰胺基、硫脲基和硫氰基中的至少一个的取代基。
作为具有硫醇基的取代基，例如可列举出硫醇基自身和具有硫醇基的烃基。硫醇基由-SH表示。
作为具有硫醚基的取代基，例如可列举出烷硫基、烷基二硫基、烯硫基、炔硫基、硫杂环丙基和具有这些官能团中的至少一个的烃基。烷硫基中所含的至少一个氢原子可被卤素基取代。作为烷硫基，可列举出-SCH3、-S(CH2)F、-SCH(CH3)2、-SCH2CH3等。作为烷基二硫基，可列举出-SSCH3等。作为烯硫基，可列举出-SCH＝CH2、-SCH2CH＝CH2等。作为炔硫基，可列举出-SC≡CH等。作为具有烷硫基等官能团的烃基，可列举出-CH2SCF3等。
作为具有亚磺酰基的取代基，例如可列举出亚磺酰基自身和具有亚磺酰基的烃基。作为亚磺酰基，可列举出-SOCH3等。
作为具有磺酰基的取代基，例如可列举出磺酰基自身和具有磺酰基的烃基。作为磺酰基，可列举出-SO2CH3等。作为具有磺酰基的烃基，可列举出-CH2SO2CH3、-CH2SO2CH2CH3等。
作为具有亚磺基的取代基，例如可列举出亚磺基自身和具有亚磺基的烃基。在该取代基中，亚磺基可脱质子化而为-SO2 -的状态。
作为具有磺酸基的取代基，例如可列举出磺酸基自身和具有磺酸基的烃基。在该取代基中，磺酸基可脱质子化而为-SO3 -的状态。
作为具有酰硫基的取代基，例如可列举出酰硫基自身和具有酰硫基的烃基。作为酰硫基，可列举出-SCOCH3等。
作为具有次磺酰胺基的取代基，例如可列举出次磺酰胺基自身和具有次磺酰胺基的烃基。作为次磺酰胺基，可列举出-SN(CH3)2等。
作为具有磺酰胺基的取代基，例如可列举出磺酰胺基自身和具有磺酰胺基的烃基。作为磺酰胺基，可列举出-SO2NH2、-NHSO2CH3等。
作为具有硫代酰胺基的取代基，例如可列举出硫代酰胺基自身和具有硫代酰胺基的烃基。作为硫代酰胺基，可列举出-NHCSCH3等。作为具有硫代酰胺基的烃基，可列举出-CH2SC(NH2)2 +等。
作为具有硫脲基的取代基，例如可列举出硫脲基自身和具有硫脲基的烃基。作为硫脲基，可列举出-NHCSNHCH2CH3等。
作为具有硫氰基的取代基，例如可列举出硫氰基自身和具有硫氰基的烃基。作为具有硫氰基的烃基，可列举出-CH2SCN等。
包含硅原子的基团例如为具有选自甲硅烷基和甲硅烷氧基中的至少一个的取代基。
作为具有甲硅烷基的取代基，可列举出甲硅烷基自身和具有甲硅烷基的烃基。作为甲硅烷基，可列举出-Si(CH3)3、-SiH(CH3)2、-Si(OCH3)3、-Si(OCH2CH3)3、-SiCH3(OCH3)2、-Si(CH3)2OCH3、-Si(N(CH3)2)3、-SiF(CH3)2、-Si(OSi(CH3)3)3、-Si(CH3)2OSi(CH3)3等。作为具有甲硅烷基的烃基，可列举出-(CH2)2Si(CH3)3等。
作为具有甲硅烷氧基的取代基，可列举出甲硅烷氧基自身和具有甲硅烷氧基的烃基。作为具有甲硅烷氧基的烃基，可列举出-CH2OSi(CH3)3等。
包含磷原子的基团例如为具有选自膦基和膦酰基中的至少一个的取代基。
作为具有膦基的取代基，例如可列举出膦基自身和具有膦基的烃基。作为膦基，可列举出-PH2、-P(CH3)2、-P(CH2CH3)2、-P(C(CH3)3)2、-P(CH(CH3)2)2等。
作为具有膦酰基的取代基，例如可列举出膦酰基自身和具有膦酰基的烃基。作为具有膦酰基的烃基，可列举出-CH2PO(OCH2CH3)2等。
包含硼原子的基团例如为具有硼酸基的取代基。作为具有硼酸基的取代基，例如可列举出硼酸基自身和具有硼酸基的烃基。
式(1)中，R5至R12可各自为氢原子。这种情况下，由式(1)表示的化合物a中的芳环不具有取代基。因此，由于取代基的吸电子性或给电子性，能够抑制化合物中的最高被占轨道(HOMO：Highest Occupied Molecular Orbital)的能量上升和最低空轨道(LUMO：LowestUnoccupied Molecular Orbital)的能量降低。即，能够抑制HOMO与LUMO的能隙减小。由此，能够抑制来自单光子吸收的峰出现长波长位移，能够抑制相对于非线性光吸收的大小的线性光吸收的比A/B(式(vi))的值增大。
式(1)中，R1和R2可为相同的基团。或者，R1和R3可为相同的基团。根据这样的构成，由式(1)表示的化合物的容易合成。
式(1)中，R1至R4可为相同的基团。根据这样的构成，由式(1)表示的化合物的容易合成。
式(1)中，R1至R4可各自为碳数5以下的烃基或卤代烃基。R1至R4可各自为甲基或CF3基。
式(1)中，R1至R12可为不含芳环的基团。
具体地，非线性光吸收材料中所含的化合物可由下述式(2)表示。
[化学式编号4]
在由式(2)表示的化合物中，存在作为异构体的顺式体和反式体。与式(1)的R1至R4全部为氢原子的化合物相比，由于空间位阻，顺式体的稳定性低。即使在通过光照射而异构化的情况下，由式(2)表示的化合物在室温下也迅速地返回反式体。由于该特性，合成时得到的反式体：顺式体的比率为100：0(Michael Oelgemoller et al,“Synthesis,structural characterization and photoisomerization of cyclic stilbenes”,Tetrahedron,2012,68,4048-4056.)。因此，包含由式(2)表示的化合物的材料或器件不必在遮光环境下保管，可稳定地显现本来的特性。
对化合物a的合成方法并无特别限定，例如能够利用麦克默里偶合反应等。由式(1)表示的化合物a例如能够采用以下的方法合成。首先，准备由下述式(3)表示的化合物b和由下述式(4)表示的化合物c。
[化学式编号5]
其次，进行化合物b与化合物c的偶合反应。由此，能够合成化合物a。偶合反应的条件例如能够根据化合物b和化合物c各自所含的取代基的种类等适当地调整。
由式(3)表示的化合物b例如能够采用以下的方法合成。首先，准备由下述式(5)表示的作为四氢萘酮衍生物的化合物d和由R1-X和R2-X表示的卤代物。X为卤素原子。作为卤素原子，可列举出Br、I等。
[化学式编号6]
其次，进行化合物d与R1-X的偶合反应。由此，能够合成由下述式(6)表示的化合物e。偶合反应的条件例如能够根据化合物d和R1-X各自所含的取代基的种类等适当地调整。
[化学式编号7]
其次，进行化合物e与R2-X的偶合反应。由此，能够合成由式(3)表示的化合物b。偶合反应的条件例如能够根据化合物e和R2-X各自所含的取代基的种类等适当地调整。
由式(1)表示的化合物a对于具有短波长范围的波长的光，具有优异的非线性光吸收特性。二阶的非线性吸收系数用单光子吸收系数、激发态吸收截面积和激发态的寿命的积与双光子吸收系数的和表示。
对于具有405nm的波长的光，化合物a的双光子吸收截面积可大于1GM，可为10GM以上，可为20GM以上，可为100GM以上，可为400GM以上，可为600GM以上。对化合物a的双光子吸收截面积的上限值并无特别限定，例如为10000GM，可为1000GM。双光子吸收截面积例如能够采用J.Opt.Soc.Am.B,2003,Vol.20,p.529.中记载的Z扫描法测定。Z扫描法作为用于测定非线性光学常数的方法广泛地使用。在Z扫描法中，在激光束集聚的焦点附近，沿着该射束的照射方向移动测定试样。此时，记录透过测定试样的光的光量的变化。在Z扫描法中，根据测定试样的位置不同，入射光的功率密度发生变化。因此，在测定试样进行非线性光吸收的情况下，如果测定试样位于激光束的焦点附近，则透过光的光量衰减。对于由入射光的强度、测定试样的厚度、测定试样中的化合物a的浓度等预测的理论曲线，对透过光量的变化进行拟合，从而能够算出双光子吸收截面积。
对于具有405nm的波长的光的化合物a的摩尔吸光系数例如为不到4000mol-1·L·cm-1，可为2000mol-1·L·cm-1以下，可为1000mol-1·L·cm-1以下，可为500mol-1·L·cm-1以下。对化合物a的摩尔吸光系数的下限值并无特别限定，例如为90mol-1·L·cm-1。摩尔吸光系数例如能够采用按照日本工业标准(JIS)K0115：2004的规定的方法测定。在摩尔吸光系数的测定中，使用几乎不产生化合物a引起的双光子吸收的光子密度的光作为照射光源。进而，在摩尔吸光系数的测定中，例如，将化合物a的浓度调整为1mmol/L。摩尔吸光系数能够作为单光子吸收的指标利用。
化合物a进行双光子吸收时，化合物a吸收照射于化合物a的光的约2倍的能量。有具有405nm的波长的光的约2倍的能量的光的波长例如为200nm。将具有200nm附近的波长的光照射于化合物a时，在化合物a中也可以产生单光子吸收。进而，在化合物a中，对于具有发生双光子吸收的波长范围的附近的波长的光，也可以发生单光子吸收。
由式(1)表示的化合物a例如能够作为光吸收材料的成分使用。即，本公开从其另一方面出发，提供包含由式(1)表示的化合物a的光吸收材料。光吸收材料例如包含化合物a作为主成分。“主成分”意指在光吸收材料中以重量比计最多含有的成分。光吸收材料例如实质上由化合物a组成。“实质上由…组成”意味着排除将提及的材料的本质的特征改变了的其他成分。不过，光吸收材料除了包含化合物a以外，可包含杂质。
化合物a例如用于利用具有短波长范围的波长的光的器件。作为一例，化合物a用于利用具有390nm以上且420nm以下的波长的光的器件。作为这样的器件，可列举出记录介质、造形机、荧光显微镜等。作为记录介质，例如可列举出三维光存储器。三维光存储器的具体例为三维光盘。作为造形机，例如可列举出3D打印机等光造形机。作为荧光显微镜，例如可列举出双光子荧光显微镜。这些器件中所利用的光例如在其焦点附近具有高光子密度。器件中所利用的光的焦点附近处的功率密度例如为0.1W/cm2以上且1.0×1020W/cm2以下。该光的焦点附近处的功率密度可为1.0W/cm2以上，可为1.0×102W/cm2以上，可为1.0×105W/cm2以上。作为器件的光源，例如能够使用钛蓝宝石激光器等飞秒激光器或半导体激光器等具有皮秒至纳秒的脉冲宽度的脉冲激光器。
记录介质例如具备称为记录层的薄膜。在记录介质中，在记录层记录信息。作为一例，作为记录层的薄膜包含化合物a。即，本公开从另一方面出发，提供包含上述的化合物a的记录介质。
记录层除了包含化合物a以外，可进一步包含作为粘合剂发挥功能的高分子化合物。记录介质除了包括记录层以外，可包括电介质层。记录介质例如包括多个记录层和多个电介质层。在记录介质中，可将多个记录层与多个电介质层交替地层叠。
其次，对于使用了上述的记录介质的信息的记录方法进行说明。图1A为与使用了上述的记录介质的信息的记录方法有关的流程图。首先，在步骤S11中，准备发出具有390nm以上且420nm以下的波长的光的光源。作为光源，例如能够使用钛蓝宝石激光器等飞秒激光器或半导体激光器等具有皮秒至纳秒的脉冲宽度的脉冲激光器。其次，在步骤S12中，将来自光源的光用透镜等集聚，照射于记录介质中的记录层。具体地，将来自光源的光用透镜等集聚，照射于记录介质中的记录区域。对用于集聚光的透镜的NA(开口数)并无特别限制。作为一例，可使用NA为0.8以上且0.9以下的范围的透镜。该光的焦点附近处的功率密度例如为0.1W/cm2以上且1.0×1020W/cm2以下。该光的焦点附近处的功率密度可为1.0W/cm2以上，可为1.0×102W/cm2以上，可为1.0×105W/cm2以上。在本说明书中，所谓记录区域，意指存在于记录层、通过照射光从而能够记录信息的位点(spot)。
在照射了上述的光的记录区域中，发生物理变化或化学变化。例如，吸收了光的化合物a从跃迁态返回基态时产生热。由于该热，在记录区域存在的粘合剂变质。由此，记录区域的光学特性变化。例如，在记录区域反射的光的强度、记录区域中的光的反射率、记录区域中的光的吸收率、记录区域中的光的折射率等变化。在照射了光的记录区域中，有时从记录区域放射的荧光的光的强度或荧光的光的波长也变化。由此，能够在记录层、具体地在记录区域记录信息(步骤S13)。
其次，对于使用了上述的记录介质的信息的读取方法进行说明。图1B为与使用了上述的记录介质的信息的读取方法有关的流程图。首先，在步骤S21中，对于记录介质中的记录层照射光。具体地，对记录介质中的记录区域照射光。步骤S21中使用的光可与为了在记录介质记录信息所利用的光相同，也可不同。其次，在步骤S22中，测定记录层的光学特性。具体地，测定记录区域的光学特性。在步骤S22中，例如，作为记录区域的光学特性，测定在记录区域反射的光的强度。在步骤S22中，作为记录区域的光学特性，可测定记录区域中的光的反射率、记录区域中的光的吸收率、记录区域中的光的折射率、从记录区域放射的荧光的光的强度、荧光的光的波长等。其次，在步骤S23中，从记录层、具体地从记录区域读取信息。
在信息的读取方法中，记录了信息的记录区域能够采用以下的方法寻找。首先，对记录介质的特定的区域照射光。该光可与为了在记录介质记录信息所利用的光相同，也可不同。其次，测定照射了光的区域的光学特性。作为光学特性，例如可列举出在该区域反射的光的强度、该区域中的光的反射率、该区域中的光的吸收率、该区域中的光的折射率、从该区域放射的荧光的光的强度、从该区域放射的荧光的光的波长等。基于测定的光学特性，判定照射了光的区域是否为记录区域。例如，在该区域中反射的光的强度为特定的值以下的情况下，判定为该区域是记录区域。另一方面，在该区域中反射的光的强度大于特定的值的情况下，判定为该区域不是记录区域。需要说明的是，判定照射了光的区域是否为记录区域的方法并不限定于上述的方法。例如，在该区域中反射的光的强度大于特定的值的情况下，可判定为该区域是记录区域。另外，在该区域中反射的光的强度为特定的值以下的情况下，可判定为该区域不是记录区域。在判定为不是记录区域的情况下，对于记录介质的其他区域进行同样的操作。由此，能够寻找记录区域。
使用了上述的记录介质的信息的记录方法和读取方法例如能够采用公知的记录装置进行。记录装置例如包括对记录介质中的记录区域照射光的光源、测定记录区域的光学特性的测定器、和控制光源和测定器的控制器。
造形机例如通过对光固化性树脂组合物照射光，使该树脂组合物固化，从而进行造形。作为一例，光造形用的光固化性树脂组合物包含化合物a。光固化性树脂组合物例如除了包含化合物a以外，包含具有聚合性的化合物、和聚合引发剂。或者，化合物a作为聚合引发剂发挥功能。光固化性树脂组合物可进一步包含粘合剂树脂等添加剂。光固化性树脂组合物可包含环氧树脂。
根据荧光显微镜，例如，对包含荧光色素材料的生物体试样照射光，能够观察从该色素材料放射的荧光。作为一例，生物体试样中应添加的荧光色素材料包含化合物a。
实施例
以下采用实施例对本公开更详细地说明。需要说明的是，以下的实施例为一例，本公开并不限定于以下的实施例。
[实施例1]
采用以下的步骤合成了由式(2)表示的化合物(2)。
首先，将α-四氢萘酮(东京化成工业株式会社制)50g(0.342mol)、无水四氢呋喃(富士胶片和光纯药株式会社制)500mL在氩气氛下放入容量2L的反应器。将得到的溶液冷却到-20℃后，滴入双(三甲基甲硅烷基)酰胺钠(1.0mol/L的浓度的四氢呋喃溶液)(富士胶片和光纯药株式会社制)376mL(0.376mol)。在-20℃下搅拌15分钟后，缓慢地滴入碘甲烷(富士胶片和光纯药株式会社制)23.4mL(0.376mol)。这样历时3小时升温到室温。将得到的悬浮液加入1.5L的盐酸(0.5mol/L)中，分为2相，将水相用甲苯萃取。将有机相用碳酸氢钠水、自来水、1L的饱和食盐水依次清洗，使用无水硫酸镁进行了干燥处理。其次，通过将萃取液浓缩，从而得到了淡褐色的液体。将淡褐色的液体采用蒸馏精制，得到了作为无色的液体的化合物(2)的前体。
其次，将无水四氢呋喃(富士胶片和光纯药株式会社制)480mL在氩气氛下放入容量1L的反应器中，冷却到-15℃，然后，缓慢地滴入氯化钛(IV)(富士胶片和光纯药株式会社制)11.0mL(100mmol)。在-15℃下搅拌30分钟后，一次加入锌粉末(Aldrich公司制)19.7g(301mmol)，在-15℃下搅拌了30分钟。在得到的青褐色悬浮液中，历时10分钟滴入用无水四氢呋喃120mL稀释的化合物(2)的前体12.0g(66.9mmol)。移除冷却浴，将浴温升温到75℃，在75℃下搅拌了30分钟。将得到的黑褐色悬浮液滴入2.0mol/L的碳酸钾(富士胶片和光纯药株式会社制)水溶液(1L)中，在室温下搅拌1小时。将析出的固体进行硅藻土(Celite)过滤，将滤床用醋酸乙酯(富士胶片和光纯药株式会社制)500mL清洗。在滤液中，将水相用庚烷(富士胶片和光纯药株式会社制)/醋酸乙酯＝1/1的混合液500mL萃取。将萃取液与有机相的混合液用自来水、饱和食盐水依次清洗，使用无水硫酸镁进行了干燥处理。将通过干燥处理得到的液体用旋转蒸发器浓缩。通过采用硅胶柱色谱精制得到的淡褐色的液体，从而得到了淡黄色的液体。在淡黄色的液体中加入乙醇(富士胶片和光纯药株式会社制)12mL，进行超声波照射，将析出的固体过滤，将滤床用甲醇(富士胶片和光纯药株式会社制)清洗，使其干燥，合成了作为无色的粉末的化合物(2)。图2为表示化合物(2)的1H-NMR波谱的谱图。化合物(2)的1H-NMR波谱如下所述。
1H-NMR(400MHz,氯仿-D)δ7.22-7.07(m,8H),2.85-2.79(m,4H),1.77-1.74(m,4H),1.06(s,6H),0.64(s,6H).
[比较例1至4]
准备了比较例1至4的化合物。比较例1至4的化合物分别用以下的式(7)至(10)表示。式(7)和式(9)的化合物由Aldrich公司获得。式(8)和式(10)的化合物由东京化成工业株式会社获得。
[化学式编号8]
＜双光子吸收截面积的测定＞
对于实施例1和比较例1至4的化合物，进行了对于具有405nm的波长的光的双光子吸收截面积的测定。双光子吸收截面积的测定使用J.Opt.Soc.Am.B,2003,Vol.20,p.529中记载的Z扫描法进行。作为用于测定双光子吸收截面积的光源，使用了钛蓝宝石脉冲激光器。具体地，对试样照射了钛蓝宝石脉冲激光器的二次谐波。激光器的脉冲宽度为80fs。激光器的重复频率为1kHz。使激光器的平均功率在0.01mW以上且0.08mW以下的范围内变化。来自激光器的光为具有405nm的波长的光。具体地，来自激光器的光具有403nm以上且405nm以下的中心波长。来自激光器的光的半峰全宽为4nm。
＜摩尔吸光系数的测定＞
对于实施例1和比较例1至4的化合物，采用按照JIS K0115：2004的规定的方法测定了摩尔吸光系数。具体地，首先，准备了将化合物的浓度调整为500mmol/L的测定试样。对于测定试样，测定了吸收光谱。由得到的光谱，读取在405nm的波长处的吸光度。基于测定试样中的化合物的浓度和用于测定的样品池的光路长，算出了摩尔吸光系数。
将采用上述的方法得到的双光子吸收截面积σ(GM)、摩尔吸光系数ε(mol-1·L·cm-1)示于表1。表1中，“SA”意味着在采用Z扫描法的双光子吸收测定中发生饱和吸收(Saturated Absorption)、未得到截面积的值。
表1
＜记录再现特性＞
[含有色素的薄膜的制作]
首先，通过采用搅拌将以下的材料混合，从而得到了均匀地混合的涂布液。树脂的重量比相对于溶剂，固定为9wt％。不同色素在溶剂中的溶解度不同，各自溶解至溶解度的上限。作为树脂，使用了聚(9-乙烯基咔唑)(Aldrich公司制)。作为溶剂，使用了氯苯(富士胶片和光纯药株式会社制)。将含有实施例1和比较例1至4的化合物作为色素的薄膜制作用涂布液的组成比示于表2。
表2
其次，准备玻璃基板。玻璃基板的尺寸为纵26mm、横38mm、厚0.9mm。将玻璃基板设置于旋涂器，在玻璃基板上滴下采用上述的方法制作的涂布液400μL，在转数3000rpm下旋转30秒。然后，通过将玻璃基板在80℃的热板上干燥30分钟，从而得到了包含实施例1和比较例1至4的任一个的化合物的树脂薄膜。以下将这些树脂薄膜记载为实施例1的薄膜和比较例1至4的薄膜。
[记录前的再现操作]
使中心波长405nm、峰功率3mW、脉冲宽度200纳秒、重复频率100Hz的脉冲光通过NA0.85的透镜，在聚焦的状态下照射于玻璃基板上的树脂薄膜。取得此时的反射光信号强度作为初期的反射光信号强度。相对于初期的反射光信号强度，在记录操作后的反射光信号强度变化的情况下，判断为形成了记录标记。
[记录操作]
使中心波长405nm、峰功率100mW的记录光通过NA0.85的透镜，照射1脉冲，从而进行了记录。脉冲宽度在10纳秒至5毫秒之间调整。
[再现操作]
使中心波长405nm、峰功率3mW、脉冲宽度200纳秒的光通过NA0.85的透镜，以重复频率100Hz照射于树脂薄膜的记录部，取得了反射光信号强度。计算出相对于记录操作前的反射光信号强度而言的记录操作后的反射光信号强度的变化率。
[记录再现特性的评价]
由于色素的摩尔吸光系数和溶解度彼此不同，因此制作的树脂薄膜具有彼此不同的光吸收特性。为了进行记录再现特性的对等的比较，将记录时的入射光强度换算为厚1cm的树脂薄膜吸收的波长405nm的光的能量(J/cm)。厚1cm的树脂薄膜吸收的光的能量(J/cm)通过使照射的光的强度(W)与记录时间(秒)和树脂薄膜的吸收系数(cm-1)相乘而算出。树脂薄膜的吸收系数通过使薄膜中的色素浓度(mol/L)与色素的摩尔吸光系数(mol-1·L·cm-1)相乘而算出。将相对于厚1cm的树脂薄膜吸收的光的能量而言描绘反射光信号强度的变化率的曲线图示于图3。
图3为表示实施例和比较例的树脂薄膜的记录再现特性的曲线图。图3中，横轴表示利用激光的照射时间(脉冲宽度)使其变化的吸收光能。纵轴表示相对于记录操作前的反射光信号强度而言的记录操作后的反射光信号强度的变化率。图3中，反射光信号强度的变化小意指，即使照射激光，树脂薄膜也几乎没有变质。反射光信号强度的变化大意指，通过激光的照射而使树脂薄膜变质，形成了记录标记。
由图3可知，在实施例1中，如果增加激光的照射时间(脉冲宽度)以增加吸收光能，则反射光信号强度的变化率在3mJ/cm附近急剧地增加。即，实施例1的薄膜具有如下的阈值特性：即使照射弱强度的光，反射光信号强度也几乎没有变化，通过照射大强度的光，反射光信号强度大幅地变化。即，实施例1的薄膜即使反复再现操作，也几乎没有变质，具有高的耐久性和高的可靠性。在用再现时的弱光难以使薄膜变质的情况下，虽然没有进行记录操作，但能够避免形成记录标记。
进而，在实施例1中，反射光信号强度的变化率不容易饱和，增加到60％以上。反射光信号强度的变化率越高，记录标记的反射光信号强度与记录标记的周围的反射光信号强度之差越大。即，相对于噪声而言的信号的比率即S/N比提高，容易读取记录标记。
实施例1的薄膜的阈值特性表示：在吸收光能超过3mJ/cm的范围中，显著地产生了非线性光吸收、具体而言是激发态吸收。
实施例1的化合物(2)具有将四氢化萘环用碳-碳双键连结的结构。推测由于该结构，记录再现特性为良好的结果。另外，化合物(2)也能够认为是具有将反式二苯乙烯的苯环与双键碳用烷基链捆绑的结构的化合物。认为这样的结构提高化合物的异构化率，对记录再现特性的提高产生了影响。
另一方面，在比较例1至4中，反射光信号强度的变化率相对于吸收光能，线性地增加，以低的变化率饱和。此外，在比较例1和比较例2中，即使吸收光能为1mJ/cm以下，也发生了8％至10％左右的反射光信号强度的变化。这意味着通过反复进行再现操作，树脂薄膜容易变质。即，用再现时的弱光使薄膜变质意指虽然没有进行记录操作，但形成了记录标记。
在比较例3中，除了反射光信号强度的变化率相对于吸收光能，线性地推移以外，相对于吸收光能，反射光信号强度的变化率小。这意味着S/N比小、难以读取记录标记的有无。
在比较例4的薄膜的情况下，在用于实验的光强度的范围中，没有发生反射光信号强度的变化。
产业上的可利用性
本公开的非线性光吸收材料能够用于三维光存储器的记录层、光造形用的光固化性树脂组合物等用途。本公开的非线性光吸收材料具有对于具有短波长范围的波长的光显示高的非线性特性的光吸收特性。因此，本公开的非线性光吸收材料在三维光存储器、造形机等用途中，能够实现极高的空间分辨率。根据本公开的非线性光吸收材料，与现有的非线性光吸收材料相比，即使在照射了小的光强度的激光的情况下，也能够比单光子吸收优先地发生非线性光吸收。

Claims (10)

1.一种非线性光吸收材料，其包含由下述式(1)表示的化合物，
[化学式编号1]
所述式(1)中，R1至R12相互独立地表示包含选自H、B、C、N、O、F、Si、P、S、Cl、I和Br中的至少一个原子的基团。
2.根据权利要求1所述的非线性光吸收材料，其中，所述R5至所述R12各自为氢原子。
3.根据权利要求1所述的非线性光吸收材料，其中，所述R1和所述R2为相同的基团，或者所述R1和所述R3为相同的基团。
4.根据权利要求1所述的非线性光吸收材料，其中，所述R1至所述R4为相同的基团。
5.根据权利要求1所述的非线性光吸收材料，其中，所述R1至所述R4各自为甲基。
6.根据权利要求1所述的非线性光吸收材料，其用于利用具有390nm以上且420nm以下的波长的光的器件。
7.一种记录介质，其包含权利要求1至6中任一项所述的非线性光吸收材料。
8.一种信息的记录方法，其包括：
准备发出具有390nm以上且420nm以下的波长的光的光源；
将来自所述光源的所述光集聚，照射于包含权利要求1至6中任一项所述的非线性光吸收材料的记录介质中的记录层。
9.一种信息的读取方法，其是采用权利要求8所述的记录方法记录的信息的读取方法，所述读取方法包括：
通过对所述记录介质中的记录层照射光，从而测定所述记录层的光学特性；
从所述记录层读取信息。
10.根据权利要求9所述的读取方法，其中，所述光学特性为在所述记录层反射的光的强度。
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