隐形眼镜使人类能够感知彩色红外光

人类通常能探测到 400 纳米到 700 纳米之间的光线。现在，由马裕谦领导的团队通过开发出了能将近红外线（NIR）光子转化为可见光的软性隐形眼镜，从而扩大了这一范围。这种软性隐形眼镜能将近红外线（NIR）光子转换成可见光，佩戴者无需手术就能直接看到近红外线。

这种镜片将上转换纳米粒子嵌入聚 HEMA 基质中。通过使聚合物的折射率与颗粒相匹配，并将纳米颗粒的质量负荷保持在 7%，作者在整个可见光谱范围内保持了 85% 以上的透明度。机械测试表明，这种镜片的柔韧性和抗疲劳性可与商用镜片媲美；在小鼠身上进行的六小时眼部安全试验表明，没有增加角膜凋亡或视网膜炎症。

视网膜电图记录了正常的可见光反应，只有在镜片存在时才会有清晰的近红外反应。佩戴镜片的小鼠在 980 纳米照明下瞳孔收缩，避开近红外照明室，并利用近红外闪烁来逃避冲击。这些效应在缝合眼睑后仍然存在，这与眼睑在 980 纳米波长下的透射率为 23% 而在 535 纳米波长下为 0.4% 是一致的。

人类志愿者也显示了类似的结果。戴镜者在黑暗中和 300 勒克斯的环境光下都能检测到近红外闪烁；闭眼几乎不会影响近红外敏感度，但对可见光的敏感度却抑制了两个数量级。他们的近红外闪烁融合阈值与可见光基准相当，他们解码莫尔斯式序列的准确度与可见光相当。外置三镜片眼镜模块通过平面上转换薄膜投射近红外场景，空间分辨率极限接近每度 65 个周期，能够识别简单的近红外线条、字母和形状图案。

用三基色、正交激发的设计取代传统的纳米粒子，增加了色彩。波长分别为 808 纳米、980 纳米和 1532 纳米的激发光分别产生孤立的绿色、蓝色和红色发射。配色试验表明，用户可以混合这三个 "主要 "近红外通道来再现整个 NTSC 大小的色域，并分辨出多色符号、由颜色和时间组合线索编码的句子，以及近红外色调与可见光外观不同的反射物体。

请记住，镜头仍需数年时间才能实现--诸如在没有主动近红外照明的情况下灵敏度低、固有的分辨率限制、色彩一致性挑战以及需要更广泛的人体测试等问题都必须得到解决。配备近红外摄像头和显示屏的智能眼镜可在几年内与消费者见面，而上转换隐形眼镜可能还需要多年的材料、光学和监管工作。