- Лазерная физика, разработка и создание лазерных систем и технологий их применения в медицине, экологии, промышленности, метрологии и защите информации
- Физическая и нелинейная оптика, раскрытие и использование закономерностей распространения мощного лазерного излучения в различных средах
- Оптическая спектроскопия, развитие и применение методов и приборов исследования свойств и структуры различных материалов, включая биоткани
- Нанооптика и наноматериалы
- Квантовая оптика, разработка проблем использования квантовых свойств электромагнитного излучения в информатике и криптографии
- Исследование строения и свойств атомно-молекулярных структур и создание на их основе новых оптических материалов, систем, приборов и технологий
- Физика плазмы и плазменные технологии: исследование взаимодействие плазмы с полями и веществом; разработка и применение методов диагностики плазмы; развитие технологических применений газоразрядной и лазерной плазмы
- Микро- и оптоэлектроника: светодиодная техника, солнечные элементы, СВЧ техника, микроэлектромеханические и сенсорные системы и устройства
- Физика фундаментальных взаимодействий и ядерных реакций: исследование строения микромира и Вселенной
