主要方向一：超强超短激光技术与系统

主要任务为百拍瓦级超强激光攻关与建设、羲和激光性能优化与高效运行，在高功率中红外超强超短激光技术、重复频率超强超短激光技术、高功率大能量2微米激光技术、千瓦级高重频/高功率超快激光技术、超宽带激光技术等方面有所拓展，并推动小型化重频飞秒激光、高重频/高功率超快激光等的产业化应用。 

主要方向二：小型化粒子加速与辐射源

主要从事激光粒子加速与辐射源的产生与应用研究，包括激光尾场加速及次级辐射、激光驱动离子加速与应用、小型化重频超快X射线辐射源及应用技术等方面的研究。 激光加速与辐射新原理、新方法的基础研究，已达到国际领先水平，拟进一步推进其应用落地，真正实现小型化加速器、光源等的探测诊断设备与医疗仪器等。

主要方向三：极端强场与高能量密度物理

主要从事强场QED物理与等离子体物理研究，承担超强激光物理基础科学中心、中国科学院B类先导专项等重大任务。建立了极端强场与高能量密度物理的理论、模拟能力，具备10拍瓦激光物理平台的实验能力，并正在加强推进极端光物理实验装置建设。目前正在加强聚变物理的人才团队建设，并推动理论与实验的联合攻关能力。

主要方向四：超快激光前沿交叉

主要围绕超快强光场大气应用、凝聚态物质超快动力学、薄膜铌酸锂光子芯片等开展研究，并推动相关基础研究在空气成丝、空气激光、超快信息材料与器件等方面的应用。