方向一：飞秒激光微纳制造、激光仿生微纳制造、超快光子学和微纳光子学

研究面向先进微纳功能结构与器件国际学术前沿，探索飞秒激光微纳制造技术在三维光子集成、智能表面结构、微光学、微流控、微纳电磁控制与感应、微纳米光机电系统等领域的应用；发展基于飞秒（10^-15秒）激光的微纳米结构与器件制备的新原理和新方法； 在分子尺度上研究飞秒激光与材料相互作用超快动力学。

方向二：光纤传感与通信技术、超快成像与测量技术、飞秒激光微纳加工技术

主要针对超快非线性光学与超快光子技术、超快激光光谱技术、飞秒光克尔门选通瞬态成像与超快测量、飞秒激光微纳加工、耐高温光纤光栅传感与单纵模光纤激光等应用基础进行研究研究。

方向三：宽禁带半导体材料、器件、设备的研发

主要包括大面积、高质量宽禁带半导体衬底材料的研究、电子器件级高质量宽禁带半导体单晶薄膜及掺杂方法的研究、高温、高效、大功率微波器件及电力电子器件的研究、基于宽禁带半导体的复合器件和传感器的研究、新型化学气相沉积（CVD）系统等关键设备的研制、金刚石MEMS结构与器件、NV量子相干调控。

方向四：新型半导体器件物理与相关材料研究

包括有机无机复合钙钛矿太阳能电池、新型有机无机电致发光显示及其照明器件、以及有机激光等研究方向。

方向五：半导体光电子技术与器件

氮化物基宽禁带和超宽禁带半导体光电子材料、工艺和器件。包括材料生长和物理表征、芯片技术、外延结构设计，半导体器件纳米工艺和封装技术。

方向六:宽禁带半导体光电子器件、原子系统多波混频的量子效应、飞秒及阿秒超快极化拍光子技术

研究内容主要包括电磁诱导透明调控多波混频、慢光及窄带长距离通信、明暗态调控多波混频、荧光及光二极管、飞秒及阿秒超快极化拍光子技术、光子带隙调控多波混频离散空间孤子、宇称时间对称及光子拓扑绝缘体、里德堡态局域堵塞多波混频光分子及量子计算、环型腔中多波混频量子调控与量子信息处理、固体原子相干系统与全光量子芯片、原子晶格态调控的量子和类量子效应、微腔光子学、超材料微纳光学、外腔式半导体激光器及配套电源的研制与开发

方向七:信息光电子器件与技术，光电集成技术，光传感技术，光探测与光分析技术