Фізика екситонів, кристалооптика

Дослідження структури екситонних спектрів поглинання низки молекулярних кристалів; вимірювання та вивчення форми кривої дисперсії показника заломлення в області екситонних резонансів. Перевірка співвідношення між екситонним поглинанням при різних температурах і кривими дисперсії на основі співвідношення Крамерса-Кроніга. Експериментальне дослідження ефектів просторової дисперсії, додаткові хвилі. Поверхневі екситони в молекулярних кристалах (на прикладі кристала антрацена) – перше спостереження та вивчення особливостей.

Дослідження низькотемпературних екситонних спектрів напівпровідників А₂В₆ та явищ міжекситонної взаємодії при високих концентраціях екситонів, збуджених лазерним випромінюванням. Нелінійна оптика однорідних напівпровідників та їх лазерна генерація.

На широкому наборі бінарних та змішаних напівпровідників А₂В₆ вперше експериментально досліджено ефекти кубічної оптичної нелінійності (явища самовпливу та двофотонного поглинання), їх фізичну природу. Вперше одержана лазерна генерація однорідних напівпровідників (CdS, CdS_xSe_1-x) при їх оптичному двофотонному збудженні.

Спектроскопія та нелінійна оптика наноструктур на основі благородних металів, металооксидів та напівпровідників.

Досліджені властивості спектрів локалізованих плазмонів наночасниток золота в залежності від їх розміру та форми, визначено величини оптичної кубічної сприйнятливості цих структур при їх збудженні лазерними імпульсами нано- та фемтосекундної тривалості при =532 та 800 нм. Визначено механізми кубічної нелінійності. Експериментально визначені величини рефрактивної нелінійності тонких плівок металооксидів Fe₂O₃ та PdO як перспективних матеріалів нелінійної оптики та оптоелектроніки.

На основі результатів дослідження нелінійного поглинання наноструктур SiC вивчена можливість їх застосування в приладах самообмеження інтенсивності потужного лазерного випромінювання, здатних працювати при екстремальних умовах – високих та низьких температурах, в агресивних середовищах.