ATA-2031高壓放大器驅動電致變色調光器件的精密光學調控研究

　　實驗名稱：電致變色調光器件的光學調控實驗

　　研究方向：電致變色調光顯示

　　實驗內容：通過構建多層結構的電致變色器件結構，采用信號發生器連接功率放大器，實現電致變色器件的外接供電，從而實現其光學性能在可見光波段的可逆調節，從而實現彩色的顯示效果。

　　測試設備：ATA-2031高壓放大器，信號發生器，紫外可見分光光度計，電腦等。

　　實驗過程：實驗以多層三明治結構電致變色器件為核心，采用ITO玻璃為基底，磁控濺射法沉積200nm氧化鎢（WO?）作為電致變色層，旋涂法涂覆150nm厚PEDOT:PSS對電極層，中間填充LiClO?-PC凝膠電解質作為離子導體。層間界面通過氧等離子體處理增強結合力，并在80℃真空環境中固化30分鐘以消除氣泡，提升結構致密性。為實現器件的動態光學調控，搭建外接供電系統：由Keysight33500B信號發生器產生方波信號（0.1Hz、±1.5V），經AETechron7224功率放大器放大后接入器件電極，通過調節方波占空比（30%-70%）精準控制鋰離子在WO?晶格中的嵌入深度。

　　光學性能測試同步使用OceanOpticsMaya2000Pro光譜儀監測可見光波段（400-800nm）透射率變化，結合色坐標計算驗證多色切換效果。實驗表明，當施加+1.5V正電壓時，鋰離子脫出使WO?呈現高透射率透明態（>70%）；施加梯度負電壓（-0.5~-1.5V）時，不同Li?嵌入量導致材料依次顯色為藍色（470nm）、灰綠色（580nm）及深灰色（650nm）。循環穩定性測試中，器件在500次充放電后透射率衰減率<10%，響應時間始終低于6秒。進一步結合COMSOL模擬優化層厚與界面設計，證實納米多孔結構可縮短離子擴散路徑，顯色對比度達68%以上，驗證了電壓驅動多色顯示的可行性。

圖：電致變色調光器件的光學調控實驗裝置

　　實驗結果：本工作通過金屬W反射層與電介質WO?共振腔的協同設計，成功實現了無機電致變色器件（ECD）的全可見光范圍（460-725nm）動態顏色調控，突破了傳統無機材料僅能呈現單藍色調的局限性。通過精確控制WO?薄膜厚度及驅動電壓，光譜峰遷移幅度最高達181nm，覆蓋黃、青、紫、品紅等高飽和度顏色。器件兼顧低驅動電壓（-1.5~0.5V）、高著色效率（75.3cm2·C?1）及長循環穩定性（>1000次），尤其在柔性基底（PET）上驗證了彎折穩定性，為智能窗、柔性顯示等應用提供了兼具美學與功能的解決方案。

圖：實驗結果

　　功率放大器推薦：ATA-2031高壓放大器

圖：ATA-2031高壓放大器指標參數

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