• разработка оптических, рентгеновских и корпускулярных методов диагностики плазмы и их реализация в экспериментах по исследованию лазерной и электроразрядной плазмы;
• экспериментальное исследование физических процессов, протекающих в лазерной плазме под действием мощного лазерного излучения;
• экспериментальное исследование процессов в электроразрядной плазме мощных пинчевых установок, в том числе в плазме разряда, инициируемого лазерным импульсным воздействием;
• теоретическое исследование нелинейного взаимодействия лазерного излучения с плазмой, плазменной турбулентности, процессов переноса в горячей плазме, нелинейной вихревой динамики плазмы, физики ультракоротких лазерных импульсов и ускорения частиц.

Основные достижения:

• экспериментальное исследование механизмов взаимодействия мощного лазерного излучения с плотной плазмой, включая нелинейные механизмы,
• исследование генерации в плазме гармоник частоты лазерного излучения и развитие методов диагностики плазмы на их основе.
• проведение пионерских экспериментов по лазерному нагреву и сжатию сферических оболочечных мишеней в режиме абляционного сжатия, исследование протекающих в плазме физических процессов и доказательство возможности устойчивого сжатия мишеней в этом режиме.
• разработка методов диагностики плазменных процессов с помощью измерения характеристик заряженных и нейтральных частиц, эмиттируемых лазерной плазмой.
• разработка метода комбинационного рассеяния зондирующего лазерного излучения для диагностики плазменных волн, возбуждаемых греющим лазером.
• развитие и применение метода фарадеевского вращения плоскости поляризации зондирующего лазерного излучения для диагностики магнитных полей в лазерной и электроразрядной плазме.
• разработка, исследование с помощью синхротронного излучения и применение в плазменных экспериментах новых рентгенооптических элементов - пропускающих дифракционных решеток, отражателей и поляризаторов, исследование конверсии лазерного излучения в рентгеновское для различных экспериментальных условий.
• экспериментальное исследование динамических процессов в лазерной плазме при лазерном облучении пористых малоплотных мишеней.
• исследование динамики плазмы быстрых лазерно-индуцированных вакуумных разрядов малой и средней мощности и создание на основе вакуумного диода с лазерно-плазменным катодом импульсного квазиточечного источника характеристического рентгеновского излучения
• построение теории ионно-звуковой турбулентности, создание модели вихревой анизотропной гидродинамики, обнаружение ряда механизмов генерации спонтанных магнитных полей в лазерной плазме, создание полной нелокальной линейной теории электронного переноса в горячей плазме и разработка элементов нелинейной теории переноса, разработка новых методов лазерного ускорения частиц.