Advances in infrared visualization via photoelectric upconversion

基于光电上转换的红外可视化探测技术兼具无创成像、原位检测、微型化及拓展人眼可视范围等优势, 已在生物医疗、公共安全、国防军事及工业检测等领域展现出广阔的应用前景. 本文系统梳理了红外上转换探测器的材料体系、器件结构及其工作机理, 并按材料类别与结构特征归纳了近年来的研究进展与应用场景. 在研究进展方面, 有机材料凭借低成本、可柔性及大面积加工特性, 在光电性能方面取得持续突破；而量子点材料因带隙可调、可溶液加工, 有效拓展了短波红外波段的探测能力. 此外, 多子单元串联结构显著提升载流子利用率, 使上转换效率与工作电压突破传统瓶颈. 在应用层面, 该技术已成功用于生物医疗成像、可穿戴电子、交互式彩色显示及多功能光通信系统, 表现出低功耗、高分辨率与大面积集成的突出优势. 最后, 本文对当前红外可视化探测器面临的关键科学问题与技术挑战进行了总结与展望, 旨在为高性能红外可视化器件的设计优化与工程化应用提供理论依据与实践参考.