一、先进光谱仪器

       课题组立足于仪器学科，利用光学、光谱、智能算法与控制理论等，挑战高端科研仪器中的超快动力学探测、高灵敏探测与稳定性难题，解决复杂系统光谱解析中的关键问题，为研究前沿基础科学中的动态机制/机理以及实现高端科研仪器的工业应用提供支撑与保障。

1）受激拉曼光谱与高灵敏探测

       围绕先进制造、新材料与光生物中的微观机制诊断与解析，课题组致力于发展高灵敏受激拉曼光谱显微成像技术，通过研制高稳定可调谐光源与高灵敏拉曼光谱探测方法，解决现有仪器应用场景有限与灵敏度不高等问题，为共价有机框架、光合膜蛋白与光伏活性层等的工作机制/机理研究提供新手段，并推动高端科研仪器的国产化进程。

2）超快光谱与智能光谱解析

       光能转换是光电器件（如光伏电池、显示器等）、光生物（如光合作用、视觉与鸟类导航等）与光化学（如光催化等）的核心动态过程，决定着系统的量子效率与能量利用率。课题组致力于超快光谱探测新原理、方法、关键技术及仪器研究，发展传统与AI辅助的光谱数据分析新方法，致力于厘清光电器件、光生物与光化学中的光能转换机理，从而构筑光诱导动态过程的分子机制。

二、激发态动力学研究

1）光合作用

       光合作用是地球上最重要的能量来源之一，在近20亿年的进化中，为人类源源不断地提供了粮食与能源。地球上可进行光合作用的物种包括高等绿色植物、海藻与细菌等。然而，生物如何通过蛋白与分子的协同作用，实现光能到化学能的高效转换，其机理尚未完全清晰。课题组拟结合自行研制的超快与高灵敏光谱手段，以及智能光谱分析方法，揭示光合膜蛋白中的原初反应机理与单细胞中的光能转换分子机制。

2）极化基元

       极化基元是光与物质相互作用下形成的新粒子，其既可像光子一样进行远程传播，也具有激子的高吸光系数特征，在激光、光伏、显示与光化学等领域有着重要的应用前景。课题组致力于通过超快二维电子光谱与空间分辨二维荧光光谱等手段，研究极化基元中的激子调控与远程传能等机理，为构筑高效新光电器件提供关键证据。