——先进激光技术研究：飞秒激光光源方面，借助飞秒激光技术，研发多种非线性激光光源。激光物理与全固态激光器方面，以深入探索激光原理和技术为目标，研究激光的物理机制，全固态激光器的高功率技术，光束质量控制技术以及非线性光学变频技术。空心激光光源方面，利用激光谐振腔理论，通过衍射光学元件和圆锥镜等技术，产生本征态激光束输出。无衍射光束激光器方面，基于衍射光学，创新性改进传统谐振腔理论和分析方法，建立新的激光物理模型，开展无衍射激光光源的理论和实验研究工作。
——超快激光光谱研究：结合超快激光磁光技术、脉冲激光泵浦探测技术以及磁光克尔技术，致力于磁性材料、磁性薄膜和磁性纳米结构器件的制备，进行磁性金属薄膜和纳米结构的磁光克尔效应和物性研究。利用超快时间分辨磁光技术研究磁性金属薄膜和纳米结构器件的超快自旋动力学过程，结合磁光学，建立光子、电子、自旋和声子之间的相互作用的动力学模型，深入研究各种条件下的超快磁光光谱特性。
——微型光学器件与光学检测：包括光微流激光、光纤传感器和微纳光学器件的研究和开发，开展与高功率与高能量半导体激光相关的在线检测激光光束质量的探测器研究。
——先进键合技术研究：自主设计并研制室温键合机，基于表面活化键合原理，以满足不同应用场景的需求。针对人眼安全激光应用，实现晶体与玻璃直接键合，尤其在军事和医疗领域有广泛应用。开展室温键合器件研究，涵盖半导体、叠层光伏电池等多个领域，为新技术和器件的发展提供支持。
——量子材料的太赫兹光谱研究：融合太赫兹时域光谱技术与低温、强磁场、飞秒激光泵浦等多物理场，以调控和研究新兴量子材料、人工微纳结构、生物大分子中光与物质的交互作用，解析这些材料的载流子和元激发特性，同时探索相关物理机制在光电子学器件中的应用。
——量子信息与量子光学：主要开展量子信息理论与实验研究，包括纠缠与非定域性理论、量子通信实验与应用研究、量子通信与经典通信的融合应用研究、光纤中非线性效应实验研究、多光子纠缠源制备与应用研究等领域。
——有机光子学光电材料与器件：重点关注胶体量子点纳米能源光电子和宽带隙有机半导体，探索材料科学以及器件物理，开发新型材料、薄膜和器件制备工艺以及应用集成。深入研究半导体激子动力学问题，包括库伦交换作用、自旋轨道耦合效应以及量子空间受限等因素。研究有机发光二极管激光器、激光辐射特性、有机发光二极管发光性能的光学模拟，以及有机发光二极管中偶极子排列的相关问题；进行薄膜晶体管和无机光探测器的研究，同时致力于开发电化学电池发光器件。
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