01 光子学与光电子学

主要通过非线性动力学的研究方法研究光孤子的传输性质以及孤子间的相互作用，通过调控光场模式、参量调控等方式实现光孤子的稳定传输和可控调制。光孤子的相关研究在全光网络、光孤子通信、光存储器以及光逻辑器件方面有着非常重要的应用。另外还研究手性材料、光纤、波导、微纳结构等新材料、新结构的非线性光学特性及其应用，为其在光通信、光子晶体、手性分子材料、非线性物理、量子光学等研究及应用中奠定基础；相关研究在光计算、光通信、量子信息、激光技术中具有潜在的应用价值，为逻辑门、光开关、激光变频技术以及光通信的实现提供了一个强有力的理论指导。

02 光电信息工程

主要通过光场的振幅、相位和偏振态分布的调制，构建新型光场并形成新的光场多维调控方法，为其在物理、信息处理与通讯、材料、化学与生命等研究及应用中提供物理基础；相关研究在全息光镊、自旋选择成像、激光微加工、信息传输与修复中具有潜在的应用价值。另外从光场的构建与传播、信息传递角度出发，为光的成像过程建模，通过引入数值计算方法克服传统信息记录方式的局限性。相关研究直接应用在计算成像、光学信息安全处理、机器视觉、模式识别等方面。

03 智能光电材料

主要研究光电材料的制备及其结构、能带、发光、导电等物理性能，为其在物理、信息传感、环境、材料、化学与生命等研究及应用提供物理基础；相关研究在新材料制备、传感器、超级电容设备、离子筛选、环境改良与修复中具有潜在的应用价值。另外还研究微小作用对材料的物理性能影响，尤其是基于离子-π作用对富含芳环结构的碳基材料相关研究，直接应用在二极管、光致发光材料、超级电容、海水淡化、辐射检测及处理等方面。