زمینه های فیزیک لیزر ، کوانتومی اپتیک و اتمهای اولتراولولد مناطق مختلفی از فیزیک را در بر می گیرد که رفتار ماده یا تعامل نور با ماده را در شرایط شدید مورد مطالعه قرار می دهد که در شرایط روزمره بسیار دور از ذهن است.
تحقیق در مورد رفتارهای اتمهای ultoldold نیاز به استفاده از خنک کننده لیزر برای از بین بردن انرژی و کاهش سرعت اتمهای فرد یا گروههای کوچک اتم تا صرفاً میلیونها درجه بالاتر از حد مطلق دما صفر مطلق دارد. در چنین درجه حرارت های بسیار کم ، اتم ها می توانند در تله های الکترومغناطیسی یا شبکه های نوری ایجاد شده با استفاده از تداخل دو یا چند پرتو لیزر نگه داشته شوند. با مشاهده اتمها در چنین شرایط فردی و ایده آل می توان بسیاری از عیوب موجود در اکثر سیستمهای واقعی را حذف کرد زیرا اتمها تقریباً هیچ تعامل با محیط خود ندارند. خود شرایط تحت کنترل مستقیم ما است و با انتخاب مواد محدود یا محیطی محدود نیست و می توان به جای اینکه به دنبال تغییر در یک گروه برای استنباط رفتار فردی باشیم ، می توان رفتار اتمهای فردی را در زمان واقعی ردیابی کرد.
با نگاهی به سیستم های تک و ذره ای در چنین شرایطی جدا شده می توان انتقال فاز کوانتومی را مورد بررسی قرار داد و حالتهای جدید ماده مانند میعانات بوز-انیشتین (BEC) که در آن هر اتم همان حالت کوانتومی را اشغال می کند ، رفتار مکانیکی کوانتومی را به مقیاس های ماکروسکوپی منتقل می کند. به طور مستقیم قابل بررسی است. با استفاده از BEC ، مطالعه نوری موج ماده منسجم (که در آن امواج د بروگلی در اتمها قرار دارند) اندازه گیری سفارشات پدیده از قدر کوچکتر از حد ممکن را با تکنیک های نوری امکان پذیر کرده و امکان اندازه گیری مستقیم تعامل گرانشی را فراهم می کند. در مقیاسهای کوچک که قبلاً کاملاً غیرقابل دسترسی بود.
اپتیک کوانتومی مطالعه تعامل نور و ماده در سطح کوانتومی یک ارتباط مهم برای بسیاری از زمینه های فیزیک و تکنیک های تجربی است.
فیزیک لیزر با قلمرو بین رشته ای نوری ، فیزیک اتمی و مولکولی ، مکانیک کوانتومی و علوم مواد سروکار دارد. اهداف ما درک عملکرد لیزرها ، آمپلی فایرها و سیستمهای نوری و الکترو نوری مرتبط با آن برای کنترل و تولید پرتوهای نوری یا پالس با پارامترهای تعریف شده و کشف پویایی تعامل نور شدید ، منسجم با ماده است. به طور خاص ، تحقیقات ما در این منطقه بر روی سیستم های لیزر پالس فموسو ثانیه برای لیزر زدایی و میکروماشین کردن ، تولید تابش دامنه THz و طیف سنجی THz و میکروسکوپ الکترونی از تاری YB-doped فیبرهای نوری متمرکز شده است.