单分子光谱探测消除了系综平均，可以反映单个分子的量子力学性质，由于单分子对周围环境十分灵敏，因此它又可以作为周围纳米环境动力学性质的光学探针。人们已经利用单分子光谱开展了一系列研究工作，并取得了令人瞩目的成绩。此外，基于单分子的光子源在量子保密通信与量子计算中也有非常重要的应用。单分子实验可在低温和室温两种条件下进行。这里我们进行了室温下单分子的光学探测，测量了室温下单分子光物理参数以及以分子作为灵敏纳米探针对聚合物薄膜的动力学特性的探测。　　本论文的主要研究内容包括:　　1.建立基于单分子光学探测聚合物动力学特性的实验装置，分析单分子荧光探测获得最佳信噪比的环境与条件。给出了样品制备的实验过程以及单分子荧光探测的数据采集与处理的实验方法。　　2.光物理参数的测量。包括:单分子的寿命、电场对单分子荧光与单分子荧光寿命的影响以及单分子的光漂白机制。研究发现:单分子寿命随电场的变化会发生涨落，变化的电场可以调制单分子荧光强度。双光子光漂白效应是单分子的光漂白的主要机制。　　3.动力学特性测量。利用皮秒二极管激光器对单分子进行光学激发，用单光子探测器观测单分子辐射出的荧光，根据单分子荧光光谱特性分析单分子动力学特性及单分子与周围环境的相互作用。研究发现:在聚合物薄膜表面的单分子SR偶极取向具有量子特性，在多个偏振态之间跳跃。处在聚合物薄膜表面与内部的单分子的荧光辐射在两个正交偏振方向上的荧光自关联和互关联谱表明，相比聚合物薄膜内部，聚合物薄膜表面动力学行为更为活跃。