国际上首次提出基于III-V族半导体光学上转换器件的1.3–1.55微米光纤通信波段的单光子探测方案（up-conversion single photon detector (USPD)）。以InP或者GaAs材料为衬底，利用分子束外延生长技术或者金属有机化学气相沉积生长1.3-1.55微米光纤通信波段p-i-n近红外探测器，其光吸收层为InGaAs、InGaNAs、GaNAsSb或InAsSb；通过直接外延生长或晶片键合方式将近红外探测器与GaAs发光二极管集成，制备半导体红外单光子上转换器件。1.3-1.55微米波长光子被p-i-n近红外探测器吸收后，形成的电子-空穴对在外加偏压作用下迁移至GaAs 发光二极管功能层并复合发光，实现1.3-1.55微米波长光子向0.87微米波长光子的转换。随后，通过晶片键合技术或者光粘胶将半导体红外单光子上转换器件与Si SPAD粘合集成，上转换而成0.87微米波长光子耦合进入Si SPAD并为其所探测，进而实现1.3-1.55微米波长单光子的探测。由于将传统InGaAs-SPAD的吸收层与倍增层分离，这种基于红外光学上转换器件的单光子探测方案可以有效抑制后脉冲和暗记数，为通讯波段的单光子探测提供了一种新思路。理论预期USPD可以实现45%以上的光子探测率（PDE）和 的噪声等效功率（NEP）。