铋形成的光学活性中心引起的光致发光已经被广泛地研究,发光机理的认识对于实际应用具有很深的指导意义。但是基于宿主材料的多样性,以及铋元素自身具有多价态的特点,含铋材料的发光性能仍然还有很多未知的因素。另外传统的高温固相合成方法适用于合成热动力学稳定相,而无法合成介稳相。而局域规整策略作为一种温和的化学合成路线,能够合理地设计出我们所需介稳相的结构和组成。本论文中我们以稀土氧化物作为基质,采用局域规整反应来研制铋掺杂材料的介稳相,并且通过调整氧空位的浓度来调控铋的可见、近红外光学性能,研究其相应的发光机理。本文利用热重、X射线吸收光谱、X射线光电子能谱、高分辨率透射电镜、荧光光谱、紫外可见吸收光谱、量子化学计算等一系列的表征手段对所制备氧缺陷相的组分、结构以及发光等性能进行了全面、深入和系统性的研究。本文主要研究成果如下:（1）我们使用Bi掺杂的Lu₂O₃作为模型来提出并解释“氧空位主导的化学应力释放”这个概念,并且我们证明了这是一种普遍有效的方法,来显着改善尺寸不匹配的掺杂荧光体的PL发射。组分、结构和PL表征,再加上量子化学计算,揭示了邻近Bi3+离子附近氧空位的出现会促进释放掺杂区域的化学应力,导致暗发射体转换成明亮的发射体。（2）我们使用Bi掺杂的Gd₂O₃使用局部化学还原产生一类新的发光材料,并且表现出超高的近红外PL,可以覆盖第二生物窗口。预期该新颖的系统可以应用于体外/体内近红外荧光在第二生物窗口中的成像。我们还预期可以通过使用局部化学还原反应策略来开发出更多具有优异发光性能的体系。