车载抬头显示（Head-Up Display，HUD）系统作为一种能够将关键信息（如车速、油耗、胎压、水温）直接呈现在驾驶员视野中的显示设备，近年来备受关注。然而，传统HUD技术在材料和光源方面面临诸多挑战，尤其在显示质量和系统长期稳定性方面存在明显不足。传统有机透明硅胶成像板在长期使用中易老化变黄；而基于蓝光芯片和Y3Al5O12: Ce3+的白光LED光源色域较小，难以满足高色彩还原度和宽色域的要求。因此，开发新型稳定材料和广色域显示方案成为提升HUD技术的关键。
针对这些技术难点，陈大钦教授课题组提出了一种创新性解决方案，采用稀土Ho3+/Tm3+/Er3+/Yb3+共掺杂的NaLuF4纳米晶玻璃陶瓷作为上转换发光材料，通过980纳米近红外激光激发，实现纯红、绿、蓝三色发光。研究结果表明，这种材料在光谱纯度、发光强度以及热/化学稳定性方面表现出显著优势。与传统HUD光源相比，该材料不仅具备超过80 %的发光纯度，还能在高温和高湿环境下保持稳定的发光性能。此外，所构建HUD系统的色域范围远超传统光源，覆盖了115 % NTSC、163 % sRGB和156 %传统白光LED光源的色域。该研究意味着未来的车载显示设备不仅可以提供更明亮、清晰的显示效果，还能通过更广的色域展现更加丰富、真实的色彩，从而大大提升驾驶体验和安全性。
研究成果以《Transparent Ho3+/Tm3+/Er3+/Yb3 codoped Nano-Glass-Ceramics for Upconversion Head-Up Display》为题发表于学术期刊《Laser & Photonics Reviews》。论文第一单位为福建师范大学，我校硕士研究生尤凤銮为第一作者，福建师范大学林世盛副教授和陈大钦教授为本文共同通讯作者。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和福建省自然科学重点基金等项目资助。
原文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202400838
