川上研究室では，光と物質との相互作用に基づく新物性の発現と解明に取り組んでいます。このことによって，新しい光デバイスや光応用への展開を推進しています。具体的には，以下のようなテーマが，挙げられます。
　 (1) ナノ空間での光ダイナミクスを測定するための新手法の開発
　 (2) 上記手法によるバイオセンシングや局在系光物性の解明
　 (3) ナノ構造制御によって任意の色，任意の大きさ，効率100%で発光する材料の開発
(3)は，発光スペクトルの合成(シンセサイズ)による究極のテイラーメイド固体光源の開発に繋がるものですが，(1)，(2)とも相互にリンクしています。基礎光物性を材料開発にポジティブにフィードバックすることによって研究を推進しています。
光材料物性の応用の一例として，私たちは，バイオ医療応用では次のような展開が期待できるのではないかと思い描いています。近未来には「ミクロの決死圏」に代表される医療用マイクロマシンが私たちの体内に入り込んで病気を診断したり治療したりする時代が訪れるでしょう。その際には，微小な高品位固体照明と固体撮像デバイスが必ず搭載され，微妙な色合いの差を際立たせるための照明スペクトルのシンセサイズが必要とされるはずです。また，病変部（究極的には細胞レベル）にのみ選択的に取り込まれる蛍光体と固体照明との組み合わせて微小ガン組織の診断・治療を行うなど種々の可能性が期待できるでしょう。
固体照明は，自動車のヘッドライトなどの一般照明はもとより，マイクロサイズあるいはナノサイズの光源としての可能性を秘めており，それを支える基礎光物性と材料開発，そしてバイオ・医療応用などの研究に日夜取り組んでいます。