Электрохромный настраиваемый ближнеинфракрасный аттенюатор на основе пленки WO3-x с локальными координатными дефектами

MA Yan ,  

ZANG Haoliang ,  

YOU Xin ,  

LI Pan ,  

MA Hangyu ,  

CHEN Shuo ,  

LYU Ying ,  

LIU Xingyuan ,  

摘要

Настраиваемый аттенюатор — это оптический элемент, способный равномерно ослаблять интенсивность света в широком спектральном диапазоне без изменения спектрального распределения. Он демонстрирует широкие перспективы применения в областях оптического изображения, фотоэлектрического обнаружения и оптической связи. В отличие от традиционных методов настройки, таких как механическое вращение, разработка настраиваемого аттенюатора in situ является ключом к миниатюризации, интеллектуализации и высокой интеграции. Электрохромные материалы могут непрерывно и обратимо изменять оптическую пропускание под действием внешнего напряжения, что делает их идеальными кандидатами для реализации настраиваемого аттенюатора in situ. Однако из-за ограничений электронной структуры электрохромных материалов спектральные изменения на разных длинах волн неравномерны, что затрудняет удовлетворение требований к равномерному затуханию в широком диапазоне. Кроме того, низкая пропускная способность в ближнем инфракрасном диапазоне таких прозрачных электродов, как индий-оловянный оксид (ITO) и фтор-допированный оловянный оксид (FTO), серьёзно ограничивает развитие и применение настраиваемых ближнеинфракрасных аттенюаторов. Для решения этих проблем в этом исследовании плёнка WO3-x, содержащая локальные координатные дефекты, была осаждена на широкополосный прозрачный электрод из цериевого допированного индий-оксидного (Ce∶In2O3, ICO) материала, что позволило получить электрохромный настраиваемый ближнеинфракрасный аттенюатор с равномерным затуханием пропускания в широком диапазоне (1000~2500 нм, колебание пропускания всего 7.2%), максимальным оптическим контрастом до 51.7%, временем окраски и обесцвечивания 6.3 с и 4.7 с соответственно, эффективностью окрашивания 80.7 см2·C-1 (при 1000 нм), а после 2500 циклов оптический контраст снизился всего на 4.7%. Полученные результаты служат ориентиром для проектирования и создания высокоэффективных электрохромных настраиваемых ближнеинфракрасных аттенюаторов in situ.

关键词

настройка in situ; ближнеинфракрасный аттенюатор; электрохромизм; WO3-x; широкополосный прозрачный электрод

阅读全文