Развитие фотоники и оптоэлектроники предполагает улучшение характеристик и расширение функциональных возможностей базовых элементов, которые используются в системах связи, сенсорике, гелиоэнергетике, для создания фотонных аналого-цифровых преобразователей. Для повышения эффективности их работы необходим постоянный поиск новых технологий и материалов, а также новых подходов к структурной конфигурации таких устройств. 

Ключевая проблема моделирования динамики – построение динамических уравнений, соответствующих стабилизации ограничений в численном решении. Новый подход к решению этой задачи основан на методах построения динамических уравнений сосредоточенных систем и систем с распределенными параметрами, решения которых соответствуют требуемым условиям.

Физика пучков заряженных частиц — раздел физики, изучающий закономерности поведения направленных потоков заряженных частиц в вакууме, нейтральном газе и плазме. Пучки заряженных частиц, возникшие в космическом пространстве в виде галактических космических лучей и солнечного ветра, несут информацию об эволюции Вселенной, процессах в солнечной системе и околоземном пространстве. Пучки, созданные и сформированные в лабораторных условиях, служат инструментом для фундаментальных и прикладных исследований в различных областях физики, используются для генерации вторичных излучений (корпускулярных, электромагнитных) и для модификации свойств материалов.