• optyczne chłodzenie i pułapkowanie atomów;
• fotonika;
• plasma.

• femtosekundowy system laserowy o dużej mocy (Quantronix);
• lasery diodowe z zewnętrznym rezonatorem (Sacher Lasertechnik);
• laser włóknowy 1560 nm z układem generacji drugiej harmonicznej (KEOPSYS);
• system lasera OPO: optyczny oscylator parametryczny z laserem pompującym (EKSPLA);
• układ do pełnej diagnostyki femtosekundowych impulsów laserowych GRENOUILLE, model 8-20-USB (Swamp Optics);
• zestaw zmieniający wcześniej posiadany model lasera tytanowo-szafirowego TIS-SF-07 do modelu TIS-SF-777 (Tekhnoscan);
• spektrometr diagnostyczny, model CCS20013 (Thorlabs);
• spektrometr oraz kamera CCD ze wzmacniaczem obrazu (Princeton Instruments);
• stół optyczny model PTQ515414 (Thorlabs);
• stół optyczny z układem pneumatycznego zawieszenia (Thorlabs);
• oscyloskopy cyfrowe, model DPO 5104 i TDS2012C (Tektronix);
• przetwornik czas/cyfra, model P7887 (FAST ComTec);

• obserwacja ruchów rotacyjnych i oscylacyjnych układów molekularnych wraz z funkcjami falowymi elektronów w atomach umożliwiając w ten sposób eksperymentalne potwierdzenie efektów przewidywanych przez teorię kwantową;
• femtosekundowa ablacja/obróbka materiałów o precyzji lepszej niż 100 nm;
• emisyjne badanie składu chemicznego nanopróbek (objętość <  50 nm3), które mają zastosowanie m. in. w badaniu i datowaniu zabytków i dzieł sztuki;
• badania dla medycyny i biologii, gdzie redukcja efektów termicznych wynikająca z krótkiego czasu trwania impulsów pozwala na zwiększenie precyzji ingerencji w tkankę żywą oraz eliminację efektów ubocznych;
• reakcja tkanek nowotworowych badana zarówno pod kątem diagnostycznym jak i terapeutycznym.

Stosowane metody i techniki badawcze:

• metody spektroskopowe (spektroskopia absorpcyjna, emisyjna, fluorescencyjna, atomowa);
• metody optyki kwantowej;
• metody optyki nieliniowej;
• metody fotoniki.