Науковий напрям кафедри — дослідження взаємодії фотонних потоків з гетерогенними системами, розробка лазерних технологій та фотонних систем. У рамках наукового напряму на кафедрі працює дослідницька група з проблем фотоніки, в рамках якої ведуться наукові дослідження за такою тематикою:
- Математичне моделювання та дослідження процесів взаємодії лазерного випромінювання з гетерогенними та періодичними структурами;
- Нано-, мікроструктурування поверхневих та об’ємних інтерфейсів методом лазерної фемтосекундної обробки;
- Розробка та дослідження елементів і пристроїв для локальних систем передачі даних з полімерними оптичними волокнами;
- Розробка фотоакустичних та фототеплових методів неруйнівного контролю матеріалів та елементів конструкцій;
- Розробка інтерференційних методів неруйнівного контролю;
- Створення волоконно-оптичних датчиків з ґратками Брегга для контролю будівельних споруд та елементів конструкцій;
- Застосування лазерних методів та наноматеріалів у біофотоніці;
- Розробка ink-jet технологій (струменевого друку) для виробництва елементів та структур сучасної фотоніки.
Серед найбільш вагомих наукових результатів колективу кафедри слід виділити такі:
- Удосконалено окремі розділи загальної теорії дифракції, які описують поширення світла в об’ємних періодичних структурах. Теорія ґрунтується на точному розв’язку хвильового рівняння з точними крайовими умовами.
- Удосконалено теорію багатошарових фазових голограм та узагальнено їх визначення. Розвинуто метод аналізу поширення електромагнітної хвилі в одномодовому оптичному волокні із системою ґраток Брегга. На основі системи ґраток у волокні розроблено керований інтерферометр із розділенням 0,1 пм у діапазоні довжин хвиль 1,549-1,551 мкм.
- Розроблено технологію виготовлення пластикових мікролінз методом фотополімеризації лежачої краплі. Цей метод може забезпечити дешеве серійне виробництво, в тому числі мікролінзових растрів. За цією технологією отримуються мікролінзи з такими параметрами: фокусна відстань від 3 до 10 мм, діаметр від 1 до 5 мм.
- Розроблено компенсаційну методику вимірювання швидкості та затухання акустичних хвиль ультразвукового діапазону з високою точністю. Точність вимірювання поглинання акустичних хвиль становить 0,001. Запропонована методика може бути використана для дослідження твердих та рідких середовищ в області фазових переходів.
- Розроблено високочутливі фототеплові методи дослідження оптичних та теплофізичних характеристик матеріалів.
- Розроблено програмне забезпечення для розрахунку взаємодії ультракоротких лазерних імпульсів з гетерогенними системами, у тому числі з живою тканиною.
- Розроблено програмне забезпечення для моделювання взаємодії лазерного випромінювання з гетерогенними структурами з врахуванням поглинання та розсіяння в окремих шарах із застосуванням методу Монте-Карло.
- Розроблено методику синтезу і відповідне програмне забезпечення для розробки інтерференційних дзеркал лазерів із заданою спектральною залежністю коефіцієнта відбивання.
- Розроблено кореляційні оптичні методи аналізу зображень, які можуть використовуватись у криміналістиці та для захисту цінних паперів за допомогою оптичних міток складної фазової структури.
- Досліджено резонансну взаємодію лазерного випромінювання з металевими наночастинками при збудженні плазмонів для медичних застосувань.
- Встановлено закономірності взаємодії оптичного випромінювання з діелектричними та металевими ґратками, які вказують на вузькосмугове резонансне поглинання за рахунок збудження плазмонів, що може бути використано для розробки біосенсорів нового типу.
- Створено новий метод аналізу зонної структури 2D-фотонних кристалів.
- Розроблено смуговий інтерференційний фільтр нового типу.
- Розроблено лазерну технологію синтезу і модифікації наноструктурних матеріалів як люмінесцентних середовищ.
- Розроблено дешеву волоконно-оптичну систему передачі відеосигналу з використанням полімерного оптичного волокна в якості каналу передачі.
- Розроблено портативну систему відеонагляду і спостереження за віддаленими об’єктами з автономним живленням віддалених камер.
- Розроблено автоматичний пасивний сканівний теплосповіщувач.
- Розроблено радіальний опромінювач наночастинок срібла.