受限于复杂的分子束外延生长及倒装键合工艺，现有块体半导体红外探测器成本高昂、工艺复杂、极大制约了成像阵列规模和分辨率的进一步提升。胶体量子点作为一种新兴的半导体纳米晶体材料，因“量子限域”效应，能够实现宽谱段范围内的精准带隙调控。同时，胶体量子点可通过液相化学合成方法低成本大批量制备。此外，胶体量子点的液相加工工艺使得其可以与硅基读出电路进行直接片上电学耦合，突破了倒装键合工艺限制。因此，胶体量子点在红外探测及成像领域展现了巨大的应用前景。其中硫汞族量子点具有探测波段范围宽、物性调控易及便于硅基集成等优势，先后实现了中波红外背景限探测、双色探测及焦平面阵列成像等，在红外光电技术展示了巨大的潜力。本综述总结了近年来硫汞族胶体量子点红外光电探测技术的研究现状，并对其未来发展方向进行了展望。

荧光粉转换型宽带发射近红外LED在食品检测、生物医药、安防监控等领域具有重要的应用价值。本工作介绍了一种具有宽带近红外发射的LaSc3(BO3)4∶Cr3+(LSB∶Cr3+)荧光粉, 在460 nm 蓝光激发下, 其发射覆盖650~1 200 nm范围,半高宽达到170 nm。在此基础上, 通过Yb3+共掺, 有效提升了其发光性能, 其中发射峰半高宽拓宽到223 nm, 最高发光量子产率由14%提升至35％, 发光热稳定性也得到显著提高。基于荧光粉的发光量子产率、荧光寿命和发光热稳定性等数据分析, 发现Yb3+共掺杂对材料发光热稳定性的改善主要源于Cr3+与Yb3+之间的高效能量传递, 并且Yb3+在基质材料中表现出更好的热稳定性。最后, 将LSB∶Cr3+,Yb3+荧光粉与蓝光LED芯片结合, 制备成近红外LED器件, 在60 mA驱动电流下, 近红外输出功率达16 mW。以上结果表明, LSB∶Cr3+,Yb3+荧光粉是一种潜在的近红外LED用发光材料。

提出了一种基于MEMS技术的红外动态图像生成技术。利用热传导方程，建立了可见光/红外图像转换膜的理论模型；介绍了可见光/红外图像转换膜制作的工艺流程，制作了一张像元数为512×512、像元尺寸为35 μm的可见光/红外图像转换膜。并利用转换膜构造了红外动态图像生成装置，通过实验对红外动态图像生成装置的性能进行了研究。利用MEMS技术制作的可见光/红外图像转换膜可以工作在红外3~5 μm和8~12 μm两个波段。根据实验测得红外图像生成装置的空间分辨率为14 lp/mm，在3～5 μm波段，所生成红外图像的温度范围为250~440 K，在8～12 μm波段，所生成红外图像的温度范围为250~400 K。

根据红外上转换材料测试实验系统的使用要求，选择Ta2O5和SiO2作为高低折射率膜料，通过椭偏仪测试膜料色散代入膜系软件进行设计优化，采用电子枪蒸镀的物理沉积技术，同时利用霍尔离子源辅助沉积提高膜料折射率，并通过调整工艺参数和改进光学监控方法解决了误差在监控波长处的累积问题，成功在石英基底上制备了干涉截止滤光片。镀膜后的石英基片在808、980、1064 nm 波长处透射率小于0.01%，可见光波段的平均透射率大于90%。结果表明该干涉截止滤光片的镀制满足上转换实验系统的使用要求。

针对传统目视法测量分辨率的自动化程度低、受人为因素影响大的问题，提出了一种分辨率数字化检测方法。根据瑞利（Rayleigh）或道斯（Dawes）判据，应用计算机技术和数字图像处理技术编写相应的程序，判读CCD 传送过来的被测系统分辨率信号，以达到分辨率的数字化检测。实验对ZnS:Cu,Pb,Mn 红外上转换薄膜的分辨率进行了测试，经验证检测结果客观可靠，能够合理、准确地反映被测系统的成像质量。

提出了一种由基于红外上转换原理的短波红外阵列探测器设计方案，即利用电子俘获材料薄膜与普通CCD摄像机耦合组成复合式短波红外阵列探测器，通过电子俘获材料的波长转换功能，间接实现对短波红外激光的探测。分析和研究了复合式探测器的薄膜制备、泵浦光源设计、滤光装置设计、耦合方式设计及图像处理系统等关键技术问题，并对样机进行了短波红外激光探测实验。结果表明，复合式探测器在对1060nm、1310nm、1550nm等短波红外波长激光的探测上均有良好表现。

基于红外-可见光上转换材料进行防伪的可行性和可靠性的理论和实验分析,设计并研制了一套基于锁相放大技术的红外激光防伪识别系统。系统发射部分由恒压源、频率发生器和红外激光二极管等组成,将一定频率的电信号调制到激光二极管上,其中调制工作频率800 Hz,红外激光峰值波长975 nm;接收部分由滤光片、光敏管、前放滤波器、相敏检波器、低通滤波器和比较器等组成,完成红外到可见光转换后的检测,其中滤光片中心波长553 nm。实验证明所建立的系统对第5套人民币、新版英镑、新版越币、某高档烟酒等的识别是可行有效的。由于该类系统具有防伪可靠性高、抗干扰能力强、体积小、价格低、易推广及易集成等优点,能在打假防伪中发挥很好的作用。

制备了用于宽频谱红外上转换的SrS:Eu,Sm荧光粉。XRD分析表明,在1100℃,灼烧1h 获得的SrS:Eu,Sm样品较理想,为SrS的面心立方结构;激发光谱表明,样品可被紫外和可见光有效激发;样品的荧光发射光谱由4个发射峰组成,峰值分别位于567,589,602和648 nm。红外上转换发光光谱是峰值位于595 nm附近的宽带谱,样品的红外响应范围主要位于800-1400 nm。

分别以尿素、甘氨酸及二者一定比例混合体作为有机燃料，采用低温燃烧法快速合成了宽频谱红外上转换发光材料CaS∶Eu, Sm，反应时间为2～3 min，产物为红色疏松多孔的超细粉末。研究了燃料种类、燃料用量对于燃烧反应现象、燃烧产生的气体量及终产物表观状态的影响;研究了辅助氧化剂用量对于燃烧反应的影响。X射线衍射(XRD)物相分析表明样品为面心立方CaS晶格结构。光谱分析表明样品在800～1600 nm之间具有宽频谱红外响应效应，上转换发光峰值波长位于655 nm，对应于Eu2+离子的4f65d→4f7(8S7/2)跃迁。

研制了一种红外上转换材料的微型共焦光学检测器并提出改进措施,用改进前后的共焦光学系统对掺杂有Yb和Er的氟氧化物复合红外上转换材料油墨进行检测,分析了改进后的优点,讨论了离焦量对样品激发光能的影响,给出了不同质量混合比油墨的检测可靠性数据.对其在隐形条码方面的应用进行了初步研究.