主要研究方向包括：
（1）激发态原子分子的动力学过程。随着人类认识自然的能力提高，在探索自然和创造新物质过程中越来越多涉及到激发态原子分子的结构、性质和动力学。利用光选择激发、多光子过程和短波辐射，研究原子分子激发态结构、性质及其诱导动力学过程，深入认识多电子原子分子体系激发态中电子关联作用、相对论及量子电动力学效应等物理学基本问题，是原子与分子物理学主要前沿研究领域，在解释、验证、模拟客观物质环境和提供预言中起到重要的作用。
（2）分子在飞秒激光场中的电离、解离过程。研究瞬时光场强度在1013-1017 W/cm2的飞秒激光场中分子体系的电离、解离现象，尤其是多次电离及其相关过程（库仑爆炸、解离的电荷分配、碎片能量分布等），分子准直的外场（脉冲激光、非均匀静电场）操纵及准直分子电离、解离过程和分子转动波包动力学，分子的非Born-Oppenheimer近似过程（解离电离和避免交叉等现象）的飞秒时间分辨光谱。通过研究分子电离、解离过程中的多电子集体效应、电子与核运动的关联性、分子几何结构和电子结构的影响等问题，加深对分子体系光物理过程的本质的认识，探索对分子过程控制的可能性。
（3）团簇的化学物理性质研究。利用光吸收这一选择激发团簇体系、诱导其许多化学物理性质变化的有效手段，结合从头计算理论和模拟方法，研究团簇结构、性质及与光相互作用过程，特别是电子激发及非局域化、电子合作效应等对团簇体系的结构、性质及电离、解离和反应过程过程的影响。其研究的特色是从原子与分子物理出发，通过研究自由原子分子体系向体材料体系变化时所出现的物质构造特性，沟通与凝聚态物理和材料设计的联系。
（4） 原子分子物理交叉领域。
1）强激光作用固体表面产生的物理过程。研究纳秒或飞秒激光与固体表面相互作用出现的光吸收和物质烧蚀过程，着重探索靶材料的光吸收、烧蚀和产生的等离子体中辐射吸收、能量传输等过程中涉及的原子、分子、离子及电子、光子间的相互作用，发展超快的低温稠密等离子体特性诊断方法。
2）高压下原子、分子性质的研究。研究在超高压极端条件下简单分子产生的结构变化和光诱导动力学过程，目的在于获取更为详尽的原子分子间相互作用信息，加深对分子体系的结构重组和激发态过程的认识，探索实现化学反应控制和新材料合成的途径。
主要研究人员：
教 授： 丁大军
金明星
副教授： 胡湛
讲 师： 刘福春
成西会
胡飞飞
高级工程师：刘航
工程师：姜殿武
博士研究生6人
硕士研究生18人
实验仪器设备：
实验室拥有各类精密实验仪器设备100余件，总价值1200余万元。
主要仪器设备：
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