浙江
北京理工大学的研究团队近期开发出一款新型夜视原型装置，可以将红外光转换为全彩可见图像，而不再局限于传统夜视设备常见的单一绿色画面。 这一装置采用碲化汞量子点与双层 OLED 结构相结合的设计，将不同波长和强度的红外信号直接映射为不同的可见颜色，从而在夜视成像阶段就引入色彩信息。
传统红外成像系统通常依赖宽波段探测器，只对进入信号的整体强弱进行记录，最终以单色亮度差异呈现画面，常见输出效果是不同亮度层次的绿色图像。 这种方式在实战中虽然有效，但并未充分利用人眼对细微色差极为敏感的优势，限制了信息量的表达。 北京理工团队的新设计则从材料层面入手，通过控制量子点的能级结构，实现对不同红外波长和强度的差异化响应。
研究中使用的碲化汞量子点尺寸仅为数纳米，这一量级带来离散能级，使其对红外光的响应取决于波长与信号强度。 在低能量、长波长红外照射下，量子点产生的电荷载流子较少；而在高能量、短波长或更强的红外信号作用下，系统会触发更复杂的电子跃迁，生成更多载流子。 这些载流信号随后被送入双层 OLED 结构中，由下游发光层将其转换为可见光输出。
该双层 OLED 架构中，一层负责发出红光，另一层发出青色光，两层之间设置了控制电荷流动的能垒结构。 在较弱的红外输入下，装置主要产生昏暗的红光；随着红外信号增强或波长缩短，更多电荷越过能垒，激活青色发光层，从而形成红光与青光的混合输出，并伴随整体亮度提升。 由于色彩输出直接由输入红外信号的物理特性决定，而非依靠预设的伪彩映射表，系统能够在成像层面保留更丰富的红外细节。
研究团队估算，这种基于物理过程的色彩映射方式，相比传统依赖亮度差异的系统，有望分辨更细微的红外功率变化。 为验证方案可行性，他们制作了一款轻量化眼镜原型，整机重量约 23 克，且具备一定透明度，使佩戴者可以同时看到自然可见光画面与叠加其上的红外增强影像。 在实验室环境下，该原型在短波红外照明下成功输出了清晰的彩色编码图像，用于识别简单图案和运动物体。
这一系统可支持多种工作模式配置：在一类模式中，它将红外信息叠加在正常视觉之上，实现“增强现实式”的夜视效果；在另一类模式中，则可过滤掉可见光，仅保留经转换的红外画面，提供更沉浸的夜视体验。 这种灵活的显示方式使其在不同应用场景下可实现从信息叠加到完全替代的多层次视觉增强。
研究团队还探讨了该系统与生物视觉系统耦合的可能性。在实验中，经过装置转换后的红外光成功激发了经过工程改造、对可见光敏感的细胞响应，表明转换后的信号已经处于生物可识别的光谱范围内。 进一步的试验在小鼠身上检测到可测量的脑活动变化，同时在人体志愿者中观测到视网膜对经系统转换的红外信号的响应，而单独的红外光照不会产生类似反应。
论文作者在文中表示，此项工作通过在成像环节“超越单色范式”，从根本上“重新定义了红外视觉”，为“下一代视觉假体”奠定了方向。 相较于后期为黑白红外图像添加伪彩，这一方案在感知环节就嵌入色彩信息，有望在安全监控、医疗辅具及特种作业等领域带来更自然直观的夜视体验。
不过，该技术目前仍存在多项限制。所有测试均在受控环境中、针对简单且对比度较高的目标开展，尚不清楚系统在复杂真实场景中的成像表现。 另一方面，OLED 组件需依赖外部供电，使得当前原型更接近一款主动式可穿戴显示设备，而非完全被动的光学器件，在续航、功耗与工程集成方面仍有大量工作要做。
材料安全性也是未来需要回答的核心问题之一。碲化汞属于重金属化合物，研究论文尚未对其长期安全性给出明确结论，也未说明这一材料是否适合用于与人体组织直接接触或长期佩戴的设备。 因此，在朝着视觉假体或紧贴眼部设备发展之前，如何在性能与生物兼容性之间取得平衡，将是后续研究的关键方向。
就目前而言，这项成果展示了一种重新处理红外成像的路径——通过在“前端感知”阶段将色彩内嵌进来，而不是在图像输出之后再进行人工着色。 这一思路不仅拓宽了夜视技术的发展路线，也为未来融合电子器件与生物系统的视觉增强设备提供了新的技术基底。
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