Lazerių ir lazerinių technologijų kryptis jau beveik 40 metų plėtojama VU Kvantinės elektronikos katedroje ir Lazerinių tyrimų centre (KEK ir LTC). Šiame padalinyje dabar dirba 8 habilituoti daktarai, 18 daktarų, 20 doktorantų. Tai yra didžiausias ir stipriausias mokslinis padalinys Lietuvoje.

Šiuo metu naujai įrengtos ir renovuotos LTC laboratorijos ir darbo patalpos. Patalpos renovuotos 2004–2008 m. pagal kartu su Fizikos institutu vykdomus du struktūrinių fondų BPD 1.5 priemonės projektus: „Nacionalinis lazerių mokslo ir technologijų centras“ ir „Nacionalinio lazerių mokslo ir technologijų centro plėtra“. Laboratorinių darbų maketai buvo kuriami naudojant ir struktūrinių fondų remiamą BPD 2.5 priemonės projektą „Aukščiausios pakopos lazerinių ir optinių technologijų specialistų ruošimas“, skirtą žmogiškųjų resursų gerinimui.

Vykdant šiuos projektus sukurta moderni eksperimentinė mokymo ir mokslo bazė, sudaranti sąlygas atlikti praktinius darbus ir inicijuoti mokslinius darbus naujose lazerinių ir optinių technologijų srityse. Įkurtos ir mokymo priemonėmis aprūpintos 3 naujos mokslinės ir mokomosios laboratorijos (lazerinės technologijos, lazerinių elementų metrologijos ir optinių matavimų), parengta teorinė ir metodinė medžiaga (išleisti 4 vadovėliai ir 4 metodinės priemonės lazerių ir lazerinių technologijų tematika), paruošta viena nauja lazerinių technologijų magistrantūros studijų programa „Lazerinė technologija“, patobulinta ir išplėsta viena magistrantūros studijų programa „Lazerių fizika ir optinės technologijos“ bei viena doktorantūros studijų programa „Lazerinė technologija“. Šie tobulinimai paveiks ir kai kurių doktorantūros studijų programoje „Fizika“ skaitomų kursų, susijusių su lazerinėmis ir optinėmis technologijomis, atnaujinimą ir išplėtojimą.

KEK ir LTC – didžiausias ir stipriausias mokslinis padalinys Lietuvoje, vykdantis darbus lazerių, netiesinių optinių reiškinių, lazerinės spektroskopijos, lazerių taikymų ir lazerinių technologijų srityse, vienintelis ruošiantis lazerių fizikos ir lazerinių technologijų magistrus, vienintelis jau nuo 2001 m. užsienio mokslininkų grupėms teikiantis tarptautinę prieigą prie turimų unikalių lazerinių sistemų. 2000 m. LTC kartu su VU Biochemijos ir biofizikos katedra rengtas projektas CEBIOLA laimėjo Europos Sąjungos konkursą, jiems suteiktas išskirtinio mokslo centro statusas. Tai buvo vienintelis išskirtinis mokslo centras Lietuvoje tarp dar 34 tokių pat centrų šalyse kandidatėse į ES. LTC mokslinis potencialas ir Krašto apsaugos ministerijos bei Švietimo ir mokslo ministerijos bendros programos „Mokslinių centrų renovacija“ dalis, apimanti LTC ir gerokai atnaujinusi mokslinę bazę, 2001–2002 m. sudarė sąlygas iš pradžių tapti tarptautinio ES lazerinių centrų tinklo „Lasernet“ asocijuotuoju nariu, o nuo 2004 m. – visateisiu integruotos europinės laboratorijos „Laserlab-Europe“ nariu. 2004–2008 m. LTC vykdė keturis BP projektus ir 5 Aukštųjų technologijų paramos programos (ATPP) projektus. 2007–2008 m. LTC kaip koordinatorius ar partneris įsitraukė į 7 naujos ATPP programos projektus. Pagal „Laserlab-Europe” projektą 2004–2007 m. LTC apsilankė 32 ES tyrėjai, kurie čia vykdė 16 tarptautinių projektų ir iš viso naudojo LTC įrangą 203 dienas, už šios įrangos nuomą gauta apie 750 tūkst. litų. Tarptautinė prieiga 2005–2008 m. buvo teikiama ir pagal Marie Curie projektą „Atlas” (jis truko 38 mėnesius, įvykdyti 6 tarptautiniai projektai, dalyvavo 6 doktorantai ar jauni užsienio tyrėjai). Dar vienas svarbus tarptautinis projektas – tai pagal BP paprogramę „Marie Curie Chairs“ vykdomas projektas STELLA (2006–2009). Jo tikslas – sukurti pavyzdinį europinį mokymo centrą, kuriame jaunieji mokslininkai galėtų dalytis pačiomis naujausiomis ir aktualiausiomis lazerių fizikos bei netiesinės optikos žiniomis. Pagal šį projektą sėkmingai surengtos 3 kasmetinės mėnesio trukmės lazerių taikymo eksperimentų vasaros mokyklos Lietuvos ir užsienio magistrantams ir doktorantams, kurių metu savo patirtimi dalijosi žymiausi specialistai iš Lietuvos ir viso pasaulio. STELLA projektas išplėtė tarptautinį bendradarbiavimą ir mokslinę veiklą, kurios centras yra Vilniaus universitetas.

Nuo 2008 m. LTC dalyvauja ESFRI kelrodyje įtrauktos mokslinės-techninės infrastruktūros „ELI“ (Ekstremalios šviesos infrastruktūra) paruošiamosios fazės veiklose, remiamose BP. Taip pat jau pasirašoma sutartis dėl BP remiamo integruotos europinės laboratorijos „Laserlab-Europe” naujo projekto „Laserlab Ii“, pagal kurį LTC 2009–2011 m. turės suteikti 144 prieigos dienas ES mokslininkams, atvykstantiems iš kitų šalių.

Vienas iš minėtų struktūrinių fondų projektų tikslų – inicijuoti mokslinius tyrimus naujose lazerinių ir optinių technologijų kryptyse, į šiuos tyrimus būtų įtraukiami doktorantai ir magistrantai, kartu būtų keliama jų kvalifikacija. Nuo 2005 m. LTC pradėta plėtoti nauja perspektyvi trimačių polimerinių mikrodarinių formavimo technologija, paremta lazerio spinduliuote inicijuojama dvifotonės polimerizacijos reakcija. 2006-2008 m. bendradarbiaujant su UAB „Altechna” sukurta ir ištobulinta universali automatizuota eksperimentinė įranga, leidžianti formuoti didelių skersinių matmenų (1–10 cm) polimerinius darinius su mažesne nei 100 nm skersine skyra. 2008 m. pradėta plėtoti darinių replikavimo minkštosios litografijos būdu (soft litography) technologija, leidžianti atgaminti keletą šimtų suformuotos kvazitrimatės (2,5 D) struktūros kopijų. Šios LTC kartu su Biochemijos instituto ir Širdies chirurgijos centro tyrėjais plėtojamos technologijos pradėtos taikyti gaminant specialius karkasus kamieninių ląstelių auginimui iš biologiškai suderinamų polimerų ir siekiant sukurti dirbtinius bioaudinius (perikardas) širdies ir kraujagyslių chirurgijai.

Femtosekundinių lazerio impulsų panaudojimas atvėrė viliojančias galimybes daugelio medžiagų mikroapdirbimui mikroniniu ar net submikroniniu tikslumu, tuo pat metu minimizuojant jų pažeidas. Eksperimentai parodė, kad didelės energijos femtosekundiniai lazerio impulsai turi daugybę privalumų, palyginti su ilgesnės trukmės šviesos impulsais. Femtosekundinis lazerinis mikroapdirbimas nepriklauso nuo medžiagos parametrų. Šį metodą galima naudoti apdirbant visas žinomas, net ir skaidrias, medžiagas. Vienas minėtų reiškinių – negrįžtamas skaidrių medžiagų lūžio rodiklio pokytis, stebimas itin didelio intensyvumo šviesos impulsų laukuose. Naudojant šį lūžio rodiklio modifikavimo būdą jos tūryje, nekeičiant paviršiaus savybių, galima įrašyti įvairias struktūras: bangolaidžius, optinius šakotuvus, daliklius, gardeles, lęšius ir kitus fotoninius elementus. Kartu bandoma panaudoti šiuos procesus sudėtingų mikrostruktūrų (fotoninių kristalų, difrakcinių elementų, fazinių gardelių, šviesolaidžių) kūrimui. Nuo 2007 m. bendradarbiaujant su Lietuvos lazerių bendrove „Altechna“ pradėti puslaidininkių, metalo, skaidrių medžiagų paviršių mikroapdirbimo tyrimai. Vykdant šiuos darbus, remiamus VMSF pagal projektą „Femtoapdirbimas“, eksperimentiškai ir teoriškai tiriami lazerinio mikroapdirbimo ypatumai, naudojant didelio pasikartojimo dažnio sustiprintus femtosekundinius impulsus, leidžiančius gerokai padidinti lazerinio mikroapdirbimo greičius. Eksperimentams naudojamas Lietuvoje sukurtas unikalių galimybių lazeris „Pharos“ (šviesos konversija), kuriame suderinta didelė vidutinė galia ir didelis femtosekundinių impulsų pasikartojimo dažnis. Tyrimų pabaigoje tikimasi sukurti naują daug didesnės spartos femtosekundinio mikroapdirbimo lazerinę sistemą.

Daugelis šviesos ir medžiagos sąveikų prasideda nuo fotono sugerties molekulėje ar kristale. Būtent fotono sugertis yra pirmasis įvykis tokiuose reiškiniuose kaip fotosintezė, regėjimas ar krūvininkų generacija saulės elementuose. Nuo jos prasideda ir reiškiniai, panaudojami fotodinaminėje navikų terapijoje ar biologinių objektų fluorescenciniame vaizdinime. Ir nors daugelio minėtų reiškinių trukmė gali siekti minutes ar valandas (pvz., augalo augimas vykstant fotosintezei), būtent procesai, vykstantys per pirmąsias kelias pikosekundes nuo fotono sugerties, nulemia visą tolesnę įvykių eigą. Siekiant tirti ir suprasti šiuos itin sparčius procesus, panaudojami femtosekundiniai lazeriai. Ultrasparčiosios spektroskopijos grupėje femtosekundinės žadinimo-zondavimo spektroskopijos metodais tiriami pirminiai vyksmai natūraliuose ir žmogaus susintetintuose fotoaktyviuose molekuliniuose dariniuose, nanodalelėse bei puslaidininkiuose. Turima išskirtinių galimybių aparatūra (plataus spektro femtosekundiniai parametriniai stiprintuvai TOPAS) leidžia sėkmingai dalyvauti Europos jungtinės lazerių laboratorijos projektuose, suteikiant tarptautinę prieigą užsienio mokslininkams. Be spektroskopijos metodų, atliekami laiko skyros fluorescencinės mikroskopijos tyrimai, papildantys klasikinę fluorescencinę mikroskopiją nauja dimensija – pikosekundine laiko skyra.