在前期研究中，科学家将一种可以把近红外光转换为可见光的上转换纳米颗粒注射到动物视网膜中，首次实现了哺乳动物的裸眼近红外图像视觉能力。2019年，这项研究论文发表于《细胞》。但眼内注射在人体应用受限，如何通过非侵入性方式实现近红外视觉，是该技术实用化的关键挑战。
　　由高分子聚合材料制备的软性透明隐形眼镜提供了一个可佩戴式的解决方案。但制备近红外光上转换隐形眼镜有两个前提：高效上转换能力和良好光学性能。
　　为此，研究人员对上转换纳米颗粒进行表面修饰，提高它们在高分子聚合材料中的均匀分散性，同时筛选出与上转换纳米颗粒折射率匹配的高分子聚合材料，制备出了上转换纳米颗粒掺杂比例高并且高度透明的近红外光上转换隐形眼镜。
　　稀土元素具有独特光学性质，通过近红外光激发，可以转换不同颜色的光。人体可以通过稀土纳米颗粒的荧光颜色，判断外界的肉眼不可见的近红外光波长，实现对近红外“色彩”的识别。
　　研究人员将含有这种高效上转换纳米颗粒的薄膜，精密地集成到常规的软性隐形眼镜基质中，确保其高度透明且佩戴舒适。当佩戴此眼镜时，外界的红外光穿过镜片，被纳米晶体捕获并实时转换为可见光。这些新生的可见光子随即进入人眼，被视网膜上的感光细胞正常接收和处理。大脑视觉皮层最终解读这些信号，使佩戴者“看见”了原本不可见的红外世界。
　　在实验验证时，佩戴这种隐形眼镜的小鼠可以分辨不同时间频率和不同方位的近红外光信息。值得一提的是，佩戴该隐形眼镜的人类志愿者不仅可以看到一定光强范围的近红外光，还可以准确识别近红外光的时间编码信息。
　　除此之外，研究人员还开发了一种内置近红外光上转换隐形眼镜的可穿戴式框架眼镜系统，使人类志愿者能够获得与可见光视觉空间分辨率一样的近红外图像视觉，精确识别复杂近红外图形。
　　除了时间和空间信息外，视觉感知还可以在色彩维度上传递丰富的信息。研究人员用三色正交上转换纳米颗粒取代了传统的上转换纳米颗粒，制备出三色上转换隐形眼镜，可以将三种不同光谱的近红外光转换成红、绿、蓝三基色的可见光。实验结果显示，通过佩戴三色上转换隐形眼镜，人类志愿者可以有效识别三种波长的近红外光，感知多种近红外色彩。这表明三色上转换隐形眼镜可以有效地实现人类近红外色彩图像视觉。
“这项技术仍然有进一步提升的空间，例如，目前该隐形眼镜上转换效率较低，仍然需要红外光源辅助照射才能使人类志愿者识别近红外光；另外，上转换隐形眼镜中的纳米颗粒如能实现发射光的定向输出，就可能不依赖于镜框光学系统，直接实现隐形眼镜介导的精细近红外图形视觉。这些都有赖于视觉生理学、材料科学和光学的跨学科合作。”