本课题组的主要研究方向有：

1）离子束材料改性与晶体光波导制备：研究利用载能离子束技术对功能材料进行改性，探索相关的物理机制，研究相关的性质（特别是光学效应）；利用载能离子束技术制备各种功能晶体波导结构。

2）飞秒激光微加工在材料改性与微纳结构制备中的应用：利用超快激光直写、扫描技术对光学材料进行微纳加工，研制、研发各种微纳光子学结构、器件。

3）波导阵列、光子晶格等微结构中的非线性现象：在定制的光子学结构中研究光的各种非线性光学现象，如光孤子等。

4）波导激光与波导放大器：波导平台中的激光器和放大器。

5）二维纳米材料及金属纳米颗粒的合成与修饰：利用离子束技术对二维纳米材料（如石墨烯、MoS2、黑磷等）进行修饰，研究其光学性质的调控与应用；利用直接离子注入实现纳米颗粒的合成，利用快重离子辐照实现纳米颗粒的形貌控制，研究表面等离激元效应和非线性光学性质，实现在脉冲激光、传感等方面的应用。