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近红外（Near-Infrared,NIR）光谱技术以其无损、非侵入性、高灵敏度和响应快速等优点,在食品检测、生物传感、生物医学成像、虹膜/人脸识别、夜视等领域具有广阔的应用前景。根据发光材料的发射波段和特征可将其应用于不同的领域:近红外一区（NIR-Ⅰ,650-1000 nm）的发射光具有穿透能力强、吸收系数小、热效应小等特点,且与多种类型有机化合物的组成和分子结构的振动频率相匹配,可以设计成为紧凑、便于快速分析和日常使用的便携式光谱仪的光源用于食品检测;近红外二区（NIR-Ⅱ,1000-1450 nm）的发射光具有较低的自发荧光、较小的组织散射和吸收以及对生物样品的深度穿透的特点,能够获得较大的成像深度,具有良好的生物医学成像应用前景。宽带近红外发射器已经成为近红外光谱技术应用的主要光源,随着食品分析、质量控制以及健康监测需求的日益增加,连续宽带发射的近红外光源因其可靠、快速、无创等优点获得了快速的发展。基于近红外荧光粉和蓝色发光二极管（Light-Emitting Diode,LED）封装的近红外LED器件以能耗低、寿命长、响应快、体积小等特点受到研究者的关注。本文重点研究了Cr3+/Ni2+激活的镓酸盐宽带发射近红外荧光粉,对其结构、形貌、发光性能进行了研究,并将所合成的近红外荧光粉封装在蓝光芯片中,初步探索了相关应用。论文的主要研究内容总结如下:1.采取多格位占据策略拓宽发射光谱谱带。研究了Cr3+掺杂的Mg3Ga2GeO8宽带发射近红外荧光粉的发光性质并建立了无损的水果检测方法。结合晶体结构的研究,对发射光谱进行高斯拟合确定了 Cr3+的占位,分析了获得宽带发射（650-1200 nm）的机制。将该荧光粉与蓝光芯片封装组成近红外光源,以透射模式检测水果成分,初步建立了基于近红外荧光粉光源的水果定量检测分析方法,为宽带发射近红外荧光粉的应用提供了新思路。2.基于激活剂离子格位占据改善热猝灭性能,构建双功能近红外发光材料。设计并采用高温固相法制备了双功能Cr3+掺杂的磁铁矿结构LaMgGa11019荧光粉。在LaMgGa11O19基质中,通过调整Cr3+的不同占位展现出宽带发射和独特的热猝灭行为,从而实现一种材料同时具备食品检测和温度传感两种功能。在430 nm的蓝光激发下,LaMgGa11O19:Cr3+荧光粉展现出650-1200 nm的宽带发射,用于食品成分分析;同时,LaMgGa11O19:Cr3+荧光粉的发射光谱在730 nm和918 nm峰值具有相反的温度依赖性,基于两个发光中心的比率光学测温特性对荧光粉的温度传感行为进行了评估,表明其具有光学测温的应用潜质。3.能量传递提高发光强度策略设计并合成全固溶基质近红外发光材料。研究了 Cr3+-Ni2+共掺的Zn1+ySnyGa2-2yO4近红外二区宽带发射荧光粉的能量传递过程及其在生物医学成像领域的应用。Cr3+-Ni2+共掺的Zn1+ySnyGa2-2yO4在450 nm的蓝光激发下,展现出1100-1600 nm的近红外二区宽带发射,由于Cr3+向Ni2+的能量传递作用,Zn1+ySnyGa2-2yO4:Cr3+,Ni2+较Zn1+ySnyGa2-2yO4:Ni2+的发射强度提高约50倍。激发发射光谱和荧光寿命研究表明其能量传递过程主要是偶极-偶极相互作用。用该荧光粉封装的近红外LED器件对生物组织进行照射,得到的近红外光照片能够很好地区分处于不同状态的生物组织,证实了其在生物医学成像领域的应用价值。