Ein abstimmbarer Neutraldichtefilter ist ein optisches Bauelement, das die Lichtintensität über ein breites Spektrum hinweg gleichmäßig abschwächt, ohne die spektrale Verteilung zu verändern. Es zeigt breite Anwendungsperspektiven in den Bereichen optische Bildgebung, photoelektrische Detektion und optische Kommunikation. Anders als bei herkömmlichen Abstimmungsverfahren wie mechanischer Rotation ist die Entwicklung von ortsspezifisch abstimmbaren Neutraldichtefiltern der Schlüssel zu Miniaturisierung, Intelligenz und hoher Integration. Elektrochrome Materialien können unter Einwirkung einer externen Spannung kontinuierlich und reversibel die optische Transmittanz ändern, was sie zu idealen Kandidaten für die Realisierung von ortsspezifisch abstimmbaren Neutraldichtefiltern macht. Aufgrund der Beschränkungen der elektronischen Struktur elektrochromer Materialien sind die spektralen Veränderungen in den einzelnen Bändern jedoch ungleichmäßig, was eine gleichmäßige Abschwächung im Breitbandbereich erschwert. Zudem haben gängige transparente Elektroden wie Indiumzinnoxid (ITO) und fluordotiertes Zinnoxid (FTO) eine geringe Transmission im nahen Infrarotbereich, was die Entwicklung und Anwendung nahinfraroter abstimmbarer Neutraldichtefilter erheblich einschränkt. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, wurde in dieser Studie eine WO_3-x-Dünnschicht mit lokal vorhandenen Koordinationsdefekten auf eine breitbandige sichtbare und nahe-infrarote transparente Elektrode aus zeriumdopiertem Indiumoxid (Ce∶In₂O₃, ICO) abgeschieden und ein elektrochrom abstimmbarer Neutraldichtefilter für das nahe Infrarot hergestellt. Es wurde eine breitbandig ausgeglichene Transmissionsabschwächung erreicht (1 000~2 500 nm, Transmissionsschwankung nur 7,2 %), mit einem maximalen optischen Kontrast von 51,7 %, Ansprechzeiten für Färbung und Entfärbung von 6,3 s bzw. 4,7 s, einer Färbungseffizienz von 80,7 cm²·C^-1 (bei 1 000 nm), und nach 2 500 Zyklen sank der optische Kontrast nur um 4,7 %. Die entsprechenden Ergebnisse liefern eine Referenz für die Konstruktion und Entwicklung leistungsfähiger elektrochrom abstimmbarer Neutraldichtefilter für das nahe Infrarot in situ.

in situ abstimmbar; nahinfraroter Neutraldichtefilter; elektrochrom; WO_3-x; breitbandige transparente Elektrode