近年来短波红外高光谱技术已成功应用于含水含羟基蚀变矿物及矿床学研究, 但是对于不含水不含羟基矿物探测效果不好, 而热红外高光谱技术可以弥补这一技术缺陷, 对于含SinOk, SO4, CO3和PO4等原子基团的矿物具有良好的应用前景。 石榴子石是一种重要的含SinOk 基团的岛状结构硅酸盐矿物, 根据成分可分为钙铝榴石、 钙铁榴石、 镁铝榴石、 铁铝榴石及锰铝榴石等不同端元, 石榴子石成分对成矿温压环境及成矿中心预测具有重要的研究意义。 目前针对石榴子石热红外波谱特征研究非常欠缺。 故采集不同成分、 不同颜色石榴子石样品16件, 创新性地运用美国Agilent4300热红外波谱仪开展热红外波谱特征研究, 同时运用美国Niton手持式XRF分析仪开展石榴子石同一测量位置的SiO2, MgO, Al2O3, K2O, CaO和Fe2O3等主量元素含量测试, 并分析波谱吸收位置与主量元素含量之间的关系。 结果表明石榴子石在热红外波段10~13 μm具有左高右低的双峰式诊断性波谱特征, 在11.5 μm附近呈现一个主吸收谷, 在12 μm附近有一个次级吸收谷, 且主吸收谷及次级吸收谷波长位置与石榴子石Al2O3和Fe2O3含量具有良好的相关性, 相关系数大于0.9, 即波谱吸收谷的波长位置与Al2O3含量具有线性负相关关系, 与Fe2O3含量具有线性正相关关系。 据此研究结果, 可以快速开展石榴子石矿物成分的野外鉴定, 还可以快速开展矽卡岩矿床野外蚀变分带研究, 进而指导找矿勘查。 揭示了不同成分石榴子石矿物的热红外波谱特征, 对其他架状硅酸盐、 岛状硅酸盐、 单链状硅酸盐、 碳酸盐、 硫酸盐矿物的热红外波谱特征研究具有重要的指导意义。

采用改进的Humer法合成了石墨烯氧化物，利用搭建的时间分辨光谱探测系统详细探究了Fe3+(浓度为05、1、2 mmol/L)对石墨烯氧化物荧光淬灭物理机制。稳态荧光发射光谱中，随着Fe3+浓度的增加，石墨烯氧化物的荧光强度急剧减弱。时间分辨荧光光谱和飞秒瞬态吸收光谱研究证实，加入不同浓度Fe3+的GO其动力学衰减曲线基本没有任何变化。结果表明，Fe3+对石墨烯氧化物的荧光淬灭主要是静态的荧光淬灭过程。

本文利用共轭聚合物(MEH-PPV)覆盖TiO2纳米粒子薄膜制作随机激光器。随机TiO2纳米粒子薄膜的激光辐射阈值比平面MEH-PPV薄膜的放大自发辐射阈值缩小了9倍。这是由于TiO2纳米粒子诱导的多重散射造成的。进一步的飞秒荧光上转换实验表明，随机激光器中，光在增益介质里的停留时间有所增加，这直接证实了光在随机激光器结构中的多重散射引起光的传播路径增加。因此，这会促进更多的光发生辐射，从而降低随机激光器的阈值。

利用超快光谱技术系统研究了在丁胺包裹的CdSe量子点敏化的TiO2纳米晶薄膜起始时刻界面间电子转移动力学。与之前的报道不同; 该实验结果表明：CdSe量子点经过表面修饰后; 两相电子注入机制--热电子和冷电子注入得以被证实; 即：电子能分别从CdSe量子点导带中高的振动能级和导带底转移到TiO2的导带。该机制详细描绘了电子在纳米界面间转移的图景。进一步研究发现：热电子注入的电子耦合强度(36±01 meV)比弛豫后的基态电子注入高两个数量级; 基于Marcus理论; 伴随着0083 eV的重组能; 冷电子注入的耦合强度值为~50 μeV。

超快光谱技术是研究物质激发态过程的重要手段，本文对飞秒时间分辨荧光技术和飞秒泵浦探测技术这两个重要的超快光谱技术进行了详细介绍，阐述了系统的原理、光路及数据处理方法，给出了不同的实现方法并比较了其优缺点。最后通过一个实例说明这两个技术的互补性，通过结合使用两个系统，能够对科学问题进行更全面可靠的研究。

利用飞秒瞬态吸收光谱和基于飞秒荧光上转换技术的飞秒时间分辨荧光动力学对T4有机染料敏化的Al2O3薄膜和TiO2薄膜中的激发态过程进行了研究。对这两种敏化薄膜中的荧光动力学进行了多指数拟合。所得到T4染料敏化TiO2薄膜中的电子注入效率为93%。此外, 通过静态非均匀电子耦合模型拟合, 得到T4敏化TiO2薄膜中的电子转移速率为1.17 ps-1。

螺吡喃分子有两种同分异构体, 一种是无色闭环的螺吡喃结构, 另一种是有色开环的部化青结构。在螺吡喃分子上共轭桥连荧光素基团, 构成一种双官能团融合分子, 可以加强螺吡喃分子的荧光发射。这种分子可以形成很多构型构像, 而只有两者完全共轭连接的构型构像才能增加分子的荧光强度。为了证明这种完全共轭构型构像的存在, 本文利用时间分辨超快光谱技术来研究这种双官能团融合分子的性质。通过测试其瞬态吸收光谱以及稳态荧光的激发谱, 发现在这种融合分子中, 荧光素基团对螺吡喃的荧光起到了一定的增强作用, 说明在这种融合分子中存在这种双官能团完全共轭的构型构像。

在低温的状态下, 类球红细菌内天然叶绿素的反应中心发生的电荷分离对激发波长有较弱的依赖性, 而这种依赖可能来源于分子内电荷转移态。我们采用表现出更多的电荷转移态性质的突变叶绿素为反应中心, 对这种电荷分离过程中的激发波长依赖和温度依赖的性质做了进一步的研究。研究发现:突变的异质二聚体存在的两种激发态(定域的激发态与分子内电荷转移态)是相互强耦合的, 在突变的分子异质二聚体中形成的电荷转移态并不是电荷分离的有效途径。随着温度的降低, 异质二聚体的活性降低, 从而电荷分离产率下降。

利用Eu3+离子探针技术对所设计的摩尔组分为(79.5-x)BO3/2-(20+x)PbF2-0.5Eu2O3(x=0,10,20,30,40)玻璃体系进行了研究。测量了不同组份玻璃的激发光谱，得到了各个配比玻璃样品的声子边带(PSB)谱，计算了电声子耦合常数g，讨论了g对组份的依赖关系。在此基础上讨论了该基质中稀土离子的无辐射跃迁行为。测量了在362nm激发下不同配比样品5D0→7F0,7F1，7F2的发射光谱，并利用发射光谱计算了Eu3+离子在该玻璃体系中光学跃迁的J-O参量Ω2,进而讨论了其结构特性。

报道了甲基橙偶氮染料掺杂的聚乙烯醇(MO/PVA)薄膜材料在Ar+激光488.0 nm线预辐照下,用正交线偏振的632.8 nm光作为写入光,通过旋转样品,在同一光斑内形成多个取向不同的相位光栅,实现了多重全息存贮的实验结果。在三重图像的存贮中,通过控制每次的写入时间,得到了三个均匀明亮的衍射图像,其平均衍射效率为0.1%。实验发现,该全息图可用红光长时间再现,而仅有较弱的擦除作用。用四能级结构模型对多重存贮的物理机制进行了探讨。