激光与物质相互作用是指参数不同的激光与不同物质在不同条件下的相互作用，我们致力于对飞秒激光制备微纳米结构、高次谐波以及非线性光学等方面的基础研究和应用基础研究。在飞秒激光诱导周期表面结构（LIPSS）的研究中具有丰富的经验，自主搭建了单光束、时间延时双光束、真空低温环境等加工实验条件，具备对金属、半导体和电介质材料表面复杂微纳米结构、光子晶体、纳米线的研究实力。近年来开展了利用飞秒激光在金属、聚合物、玻璃等多种材料表面制备跨尺度仿生微纳米结构的工作，能够对材料表面超浸润性及其持久性进行调控，具备超疏水、防粘附、抑菌、自清洁、防腐蚀以及绿色低成本等特点，有望被实际应用于深海防腐、医疗器械、热泵系统、环保卫生间和汽车零部件等工程化领域中。在激光与物质相互作用的基础研究中，我们还致力于探索激光烧蚀等离子体羽流、固体及超表面材料的高次谐波产生及探测，并且是国内唯一一支研究激光诱导等离子体羽流产生高次谐波的实验团队，自主搭建了基于激光烧蚀等离子体羽流方法产生高次谐波的高真空研究装置，大大拓宽产生高次谐波材料的选择范围，材料共振特性的应用对提高特定波长的谐振效率具有重要的研究价值。在激光与物质相互作用的应用基础研究中，我们还探索和开发各种新型非线性光学器件和非线性光学功能表面，对非线性超表面、光子晶体和新型二维材料等进行物理机制理解、实验测量和器件结构设计等研究。