В зв'язку з широким розвитком досліджень взаємодії інтенсивного лазерного випромінювання з твердими тілами, в Інституті фізики в 1965 році було створено відділ нелінійної оптики.

Очолює відділ з дня його заснування і по сьогоднішній час академік НАН України, лауреат Ленінської премії, Державної премії СРСР, двічі лауреат Державної премії України, лауреат премії НАН України імені К.Д. Синельнікова, Заслужений діяч науки і техніки України, доктор фіз.-мат. наук, професор М.С.Бродин.

У відділі працюють доктор фіз.-мат. наук Борщ А.О., і 7 кандидатів фіз. -мат. наук (Бондар Н.В., Волков В.І., Гайворонський В.Я., Давидова Н.О., Резніченко В.Я., Тищенко В.В., Якунін С.В.), всього 18 осіб.