华中科技大学王云明、李贵刚《自然·通讯》：超灵敏红外视觉隐形眼镜-夜盲症患者的新福音

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使其达到 超越 正常眼的视觉水平，表现出极大的 实际临床应用 前景。该研究以题为“ Ultralow-threshold upconversion infrared vision via a microsphere-mediated directional photofield ”的论文发表在最新一期的 国际顶级学术期刊《 Nature Communications 》（ 《自然 - 通讯》 ） 。

技术核心：将 “ 不可见 ” 变为 人眼 “ 可见 ”

作者设计了 一种具有连续 β 相 NaYF ₄ ： Yb 、 Er 外壳的定向上转换微球，该微球被集成到光子晶体 隐形眼镜 放大器中，以 高灵敏度 光转换 实现夜盲症治疗。 其中 上转换 核壳 微球（ UCM ）为核心， 与传统惰性 SiO ₂ 外层的设计不同 ， 该 核壳 微球 由光活性 NaYF ₄ : Yb , Er 外 壳 和惰性 SiO ₂ 内 核 组成。该设计的 UCM 在低功率激发下 可以 实现明亮的上转换发光，通过促进 Yb³⁺ 吸收红外光子并转移能量，使足够数量的 Er ³ ⁺ 跃迁至激发态，从而增强辐射跃迁。激发光谱在 800-1100 nm 范围内展现出宽带上转换 ，并产生纯净的绿色光发射。此外，随着颗粒尺寸增大， F DTD 模拟 分析显示 微球 介 导 红外光逐渐产生方向性 光场， 500 nm UCM 在入射光正向的发光强度约为反向的 150 倍 ， 且比上转换纳米 离子 方向性提升 三个数量级 。为了获得可穿戴的高效上转换设备， 作者 设计了一种四层结构的上转换隐形眼镜（ UCCL ），包括抗反射层（ ARL ）、含有 UCM 的上转换发光层（ UCL ），以及由光子晶体制成的绿色和红外光反射层（ GRL 和 IRL ）。在 AM 1.5G 光源产生的红外光照射下， UCCL 通过 光调制 显著提升了图像清晰度 ，展现出强大的上转换能力。

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