フォトニック結晶は周期的な屈折率分布を待つ人工的に作られたナノ構造体です。光を非常に狭いところに閉じ込めることや、光の速度を遅くすることにより物質と光の相互作用を強くすることが可能です。本研究室ではこの性質を利用することで、これまで実現が難しかった非線形光学デバイスの創出を目指しています。

相変化材料は外部からの刺激によって、光をよく通す「透明な状態（アモルファス相）」と、光を強く反射・吸収する「結晶状態（結晶相）」の間を、ナノ秒単位の超高速で行き来できる特殊な材料です。当研究室では相変化材料を利用した新しい光デバイスの創出を目指しています。

ワイドギャップ半導体はSiよりも大きなバンドギャップエネルギーをもつ半導体材料です。ワイドギャップ半導体をりようすることにより、電力を変換する際のロスが極めて少なく、電気自動車の航続距離を伸ばしたり、ACアダプタを劇的に小型化したりできます。当研究室では酸化ガリウム系材料による紫外線センサーなど光デバイスの創出をめざいしています。

ラマン散乱は入射光と異なる波長の光が散乱される現象です。物質固有の分子振動や格子振動によって光のエネルギーが変化するため、この波長シフト（ラマンシフト）を分析することで、物質の構造や状態を非破壊で特定できます。当研究室ではラマン散乱を利用することで骨粗鬆症診断を目指した光学システムの構築を目指しています。

現在、世界中でGX（グリーントランスフォーメーション）が進められていますが、なかでも「建築物の省エネ化」は急務です。室内の熱環境において、窓をはじめとする開口部は最大の弱点。夏は外の熱が室内に流れ込み、冬は室内の熱が外へ逃げてしまいます。遮熱ガラスの研究は、この熱の流出入を根本からコントロールするための鍵を握っています。