人眼只能看到特定频率的光(称为可见光谱)，其中最低频率的光是红光。我们看不见的红外光的频率甚至比红光还要低。印度科学研究所 (IISc) 的研究人员现在已经制造出一种装置，可以将短红外光的频率提高或“上转换”到可见光范围。
光的上转换具有多种应用，尤其是在国防和光通信领域。印度理工学院团队首次使用二维材料设计了所谓的非线性光学镜面堆栈，以实现这种上转换，并结合了宽场成像能力。该堆栈由固定在金反射表面顶部的多层硒化镓组成，中间夹有一层二氧化硅。
传统的红外成像使用奇异的低能带隙半导体或微测辐射热计阵列，通常从被研究的物体中获取热量或吸收特征。
红外成像和传感可用于从天文学到化学等各种领域。例如，当红外光穿过气体时，感测光线如何变化可以帮助科学家找出气体的特定属性。使用可见光并不总是能够实现这种感测。
然而，现有的红外传感器体积庞大，效率不高。由于其在国防领域的应用，它们还受到出口限制。因此，迫切需要开发本土的高效设备。
IISc 团队使用的方法是将输入红外信号与泵浦光束一起馈送到镜面堆栈上。构成堆栈的材料的非线性光学特性导致频率混合，从而产生频率增加(上转换)的输出光束，但其余特性保持不变。使用这种方法，他们能够将波长约为 1550 nm 的红外光上转换为 622 nm 的可见光。可以使用传统的硅基相机检测输出光波。
“这个过程是连贯的——输入光束的属性在输出端得以保留。这意味着，如果在输入红外频率中印上特定的图案，它就会自动转移到新的输出频率，”电气通信工程系 (ECE) 副教授、《激光与光子学评论》上发表的研究的通讯作者 Varun Raghunathan 解释道。