近年来,由于近红外光谱技术在生物医药、食品检测和智能可穿戴设备等许多领域具有广泛应用,新型宽带近红外光源的开发工作吸引了大量研究人员的关注,成为当前的热门研究领域之一。尽管该领域的研究取得了许多进展,然而目前仍然存在几个重要问题尚待解决:第一,当前报道的大多数近红外荧光粉材料只能覆盖650到1000 nm的光谱范围,近红外发光带宽依然不够宽。第二,许多近红外荧光粉材料的热稳定较差,受热后出现较为严重的热猝灭现象,甚至引起光谱轮廓的改变。第三,近红外荧光粉转换型LED的封装工艺相对繁琐,常用的有机树脂材料热导率低,容易引起热量积聚,进而损害近红外光源的光谱稳定性。为了解决以上问题,本论文创新性地提出具有优异光谱特性的Bi掺杂玻璃材料作为光转换介质,采用模块化方式,设计并构建了蓝光芯片驱动的半峰宽超过500 nm的超宽带近红外LED光源,利用超宽带近红外LED光源研制了小型化、轻量化的近红外吸收光谱分析系统,证明了超宽带近红外LED光源的应用潜力和前景。论文的主要研究内容总结如下:1.通过研究一系列常见基质Bi掺杂玻璃（硅酸盐、锗酸盐、磷酸盐和硼酸盐）的共同光谱特性,证明了Bi掺杂玻璃作为光转换介质应用于超宽带近红外LED光源具有可行性。为了进一步拓宽Bi掺杂玻璃的近红外发光,采取了两种研究思路:第一,通过共掺杂的方法,制备了Bi/Er共掺锗酸盐玻璃,覆盖900到1700 nm的光谱范围,半峰宽达到363 nm。详细研究了Bi近红外发光中心和Er3+之间的能量传递过程。探索了温度（10到393 K）对Bi近红外发光中心和Er3+的发光猝灭行为的影响,发现了Bi近红外发光中心到Er3+的能量传递具有温度依赖特性,升高温度可以促进Bi近红外发光中心到Er3+的能量传递。研究了Bi/Er共掺玻璃中近红外发射强度与激发和发射波长的关系,为实现超宽带近红外发射提供了优化方案。第二,通过引入Si C的方法,制备了Bi掺杂锗酸盐玻璃,实现了超宽带近红外发射,大致覆盖光谱范围800到1700 nm,半峰宽超过500 nm。Bi掺杂锗酸盐玻璃表现出良好的热稳定性,将温度从303 K逐渐增加至423 K后,其近红外发射的积分强度只下降了15.8%。在相对湿度为90%和温度为393K的环境中放置不同时间后（0到12天）,Bi掺杂锗酸盐玻璃的硬度、透射光谱和积分发射强度均没有出现大幅变化,证明了它在极端环境中具有良好的可靠性。2.采用Bi掺杂锗酸盐玻璃作为光转换介质,以模块化的方式构建了新型的蓝光芯片驱动的超宽带近红外LED光源,它能够提供超宽带的近红外发射,大致覆盖光谱范围800到1700 nm,半峰宽达到530 nm。研究了超宽带近红外LED光源的光谱稳定性,在输入电流为240 m A,输入功率为0.72 W时,在持续工作状态下,它的近红外发射依然能够稳定维持95%的初始强度,展现出优良的光谱稳定性。3.利用构建的超宽带近红外LED光源自行研制了小型化的、轻量化的近红外吸收光谱分析系统,成功获得了水、乙醇和油酸的透射光谱。通过与成熟的商用分光光度计得出的标准数据进行比较,发现两组图谱中物质的特征吸收峰位基本一致,说明测试结果具有良好的准确性和可靠性,证明了超宽带近红外LED光源在社会生活中具有广阔的应用前景。