- Nghiên cứu phát triển và làm chủ công nghệ khuếch đại xung laser cực nhanh trên cơ sở  khuếch đại tái phát laser.
- Phát triển một bộ khuếch đại xung laser cực ngắn, toàn rắn trên cơ sở  khuếch đại tái phát laser tại bước sóng 1064 nm.
- Ứng dụng các xung laser cực ngắn công suất cao trong nghiên cứu quang phổ laser của các đối tượng y - sinh, KH vật liệu và môi trường.
- Đào tạo cán bộ KHCN trong lĩnh vực quang tử, quang phổ và laser hiện đại

a). Về nội dung khoa học:
- Nghiên cứu động học khuếch đại laser NdYVO4 xung cực ngắn được bơm bằng laser diode. Sự ảnh hưởng của cường độ xung tín hiệu cũng như cường độ laser bơm cho môi trường lên độ khuếch đại, dạng xung sau khuếch đại cho bộ khuếch đại một lần và nhiều lần truyền qua đã được nghiên cứu chi tiết. Kết quả chỉ ra rằng những thông số này ảnh hưởng rất lớn lên hệ số khuếch đại cũng như dạng xung sau khi khuếch đại.
- Đã nghiên cứu và phát triển thành công hệ khuếch đại laser toàn rắn xung laser cực ngắn sử dụng môi trường khuếch đại Nd:YVO¬4 đựoc bơm bằng laser bán dẫn. Cống suất xung sau khi đựoc khuếch đại đã lên đến hàng chục KW. Các kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, để đạt đựơc năng lượng laser sau khuếch đại lớn hơn đòi hỏi chúng ta phải có laser bơn với năng lượng lớn.
Đã sử dụng quang phổ femto giây để nghiên cứu các đặc điểm quang phổ và động học của phản ứng quang phi tuyến trong các liên hợp hạt nano vàng - phối tử. Thời gian đặc trưng của sự truyền năng lượng ở các mẫu được nghiên cứu biến động đáng kể (từ 100 ps ở liên hợp có phối tử là citrate cho đến 160 ps khi các phối tử là protein). Các đặc điểm quan sát được sẽ thảo luận trong mối tương quan với các loại phối tử và tính chất của loại liên kết tạo nên phức.

b). Về ứng dụng đào tạo, phát triển hợp tác:
Đây là nhiệm vụ nghiên cứu cơ bản bằng lý thuyết định hướng ứng dụng. Hợp tác này là điều kiện cho chúng ta tiếp cận với những nhà nghiên cứu lý thuyết hàng đầu thế giới, giúp ta nhanh chóng phát triển hướng nghiên cứu lý thuyết cùng với hướng nghiên cứu thực nghiệm trong tương lai.
Kết quả của đề tài đã góp phần vào việc đào tạo NCS. Phạm Huy Thông (2011-2015) với Đề tài luận án tiến sĩ Vật lý: “Nghiên cứu động học khuếch đại của xung laser cực ngắn trong các bộ khuếch đại rắn được bơm bằng laser bán dẫn”.
Ngoài ra kết quả đề tài đã đào tạo được 01 học viên cao học. Phạm Văn Tân “Quang phổ hấp thụ laser diode phân giải thời gian các nguồn phóng xạ” Bảo vệ năm 2014.
 c) Về các chuyến công tác:
Trong hai năm thực hiện đề tài, chúng tôi đã có những trao đổi khoa học cụ thể như sau:
1.    Năm 2013, TS. Phạm Hồng Minh và TS. Phạm Văn Thái đã sang làm việc tại ViệnVật lý BI Stepanov, Viện Hàn lâm khoa học Quốc gia Belarus từ ngày 27-31 tháng 10 năm 2013.
2.    Năm 2015, TS. Đỗ Hoàng Tùng, GS.TS. Nguyễn Đại Hưng và TS. Phạm Hồng Minh đã sang làm việc tại ViệnVật lý BI Stepanov, Viện Hàn lâm khoa học Quốc gia Belarus từ ngày 21-28 tháng 7 năm 2015
3.    Từ ngày 26/11 – 01/12 năm 2013, 05 nhà khoa học thuộc ViệnVật lý BI Stepanov, Viện Hàn lâm khoa học Quốc gia Belarus đã sang làm việc tại Viện Vật lý, Viện Hàn Lâm KH&CN Việt Nam.
d) Về kết quả công bố: Công bố 03 công trình ở Hội nghị khoa học chuyên ngành chất lượng quốc tế và tạp chí có uy tín khoa học

- Các bài báo đã công bố (liệt kê): 03 công trình

1.    G P Shevchenko, V A Zhuravkov, E V Tretyak, S A Tikhomirov, O V Buganov, A N Ponyavina, Hong Minh Pham, Hoang Tung Do, Van Duong Pham and Dai Hung Nguyen., ‘Unusual transient absorption dynamics of  silver nanoparticles in solutions of carboxylated amine complexons’. Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol, Vol. 7 (2016) p1-8.
2.    S. A. Tikhomirov, O. V. Buganov, A. N. Ponyavina, T. H. L. Nghiem, H. T. Do, D. H. Nguyen., ‘Relaxation Dynamics Features Of Electronic Excitation Of Gold Nanoparticle-Ligand Conjugates’ Proceeding of Advances in Optics Photonics Spectroscopy & Application VIII, ISSN 1859-4271, 2015, pp. 620.
3.     Nguyen Van Hao, Pham Hong Minh, Pham Van Duong, Do Hoang Tung, Nguyen Dai Hung, V.A. Orlovich and S. A. Tikhomirov., ‘Diode-Pumped Tunable Solid State Cr:LiSAF Lasers Pasively Q-Switched With Cr:YSO Crystal ’. Proceeding of Advances in Optics Photonics Spectroscopy & Application VIII, ISSN 1859-4271, 2015, pp. 362.