光化学原理与应用

课程编码：180082070304P2003H 英文名称：Principles and Applications of Photochemistry 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：田志远

本课程主要是为光化学及有机光电材料类专业研究生开设的专业普及课, 也可作为光功能探针与生物（环境）分析、光电器件等相关专业研究生的选修课。课程主要内容为光化学与光物理原理、以及这些原理在有机光电功能材料中的应用。主要包括：光化学与光物理基础；典型有机半导体材料中的合成与特性；有机光电功能材料在实际电子器件中的各种应用，如有机电致发光、有机光生伏打电池、荧光调制与超高分辨荧光影像、有机半导体激光器、有机光学传感、光催化原理及应用、光化学在生物医疗领域应用前沿等。要求学生学习该课程后熟悉光化学这门交叉学科的丰富内容及其与物理、材料、生物、电子信息等学科领域的关系，并了解相关研究领域如太阳能电池、有机激光、基于光化学/光物理机制的超高分辨荧光影像等的最新研究方向与热点。

物理化学，有机固体，有机光化学

第一章 课程介绍及绪论 4.0学时 田志远
第1节 光化学的概念及发展简史
第2节 光的量子化特征
第3节 光化学与光电功能材料概述
第4节 光与物质的相互作用
第二章 光化学与光物理基础 8.0学时 田志远
第1节 光的吸收与电子激发态
第2节 激发态的物理失活
第3节 激发态的辐射过程
第4节 激发态分子内无辐射跃迁
第5节 激发态分子间物理过程
第6节 分子聚集态的光谱行为
第三章 有机光电材料中的光、电、能量关系 4.0学时 田志远
第1节 激子的类型、产生、传输、扩散
第2节 有机材料的发光过程
第3节 分子构像、环境因素等对有机材料发光行为的影响
第4节 有机光学活性材料中载流子类型
第四章 有机光电器件中的光学活性组份 6.0学时 田志远
第1节 有机光电器件中典型的光学活性组份
第2节 有机光学活性组份的合成及典型途径
第3节 分子结构-电子结构-光学活性之间的关系
第4节 有机共轭体系的构筑示例
第五章 有机电致发光二极管(OLED) 6.0学时 田志远
第1节 OLED的电-光转换工作原理
第2节 有机小分子OLED的器件
第3节 高分子OLED器件
第4节 磷光发射OLED器件的结构
第5节 OLED器件中的光学活性功能组份及构-效关系
第6节 OLED的最新研究进展及挑战
第六章 有机光生伏打电池（OPVC） 6.0学时 田志远
第1节 OPVC的光-电转换的基本原理
第2节 不同结构特征的OPVC
第3节 OPVC所涉及到的功能材料及构-效关系
第4节 OPVC的性能评估与表征
第5节 OPVC的最新研究进展及挑战
第七章 荧光调制与超分辨荧光影像 6.0学时 田志远
第1节 荧光调制
第2节 开关类型、特征及机制
第3节 基于荧光调制的超分辨荧光显微技术
第4节 超高分辨荧光影像的机制
第5节 超高分辨荧光影像中的时间/空间分辨率
第八章 有机激光 6.0学时 田志远
第1节 激光的原理及激光器的组成
第2节 激光的原理及激光器的组成；激光器的工作特征
第3节 光泵浦有机染料激光
第4节 光泵浦有机半导体激光
第5节 电泵浦有机激光
第6节 有机半导体激光器的最新研究进展及挑战
第九章 有机光学传感器 4.0学时 田志远
第1节 光学传感的概念
第2节 光化学传感器的响应机制
第3节 基于有机光学活性组份的光化学传感
第4节 荧光传感器的设计及研究新进展
第十章 光催化基础及应用 6.0学时 田志远
第1节 光催化的概念
第2节 半导体光催化原理
第3节 光催化材料的制备与表征
第4节 光催化基础研究前沿
第5节 光催化技术应用研究前沿
第十一章 光化学在生物医疗领域中的应用前沿 4.0学时 田志远
第1节 荧光成像、光声成像
第2节 光热治疗、光动力学治疗、光触发化学动力学治疗
第3节 基于光学活性材料的诊疗一体化前沿
第4节 基于光学活性材料的多模态协同抑瘤前沿

田志远 博士，教授，博士生导师。研究方向为光化学、具有光学活性的功能材料及其应用研究；专注于对光具有应激-响应特性的功能材料的设计与合成，以及它们在生物成像（高分辨荧光成像及多模态联用成像）、生物光学探测（肿瘤标志物的光学探测）、生物医疗（光激活多重机制协同抗肿瘤治疗）等方面的潜在应用研究，也关注材料的光学和光子学基本光物理特性，以及这些特性在光功能材料设计方面的应用。