С 1960 года создал ряд лазеров различных типов: лазер на основе двухквантовых переходов (1963), ряд непрерывных лазеров и лазеров в ИК-области, мощный газодинамический лазер (1966). Он исследовал нелинейные эффекты, возникающие при распространении лазерного излучения в веществе: многофокусная структура волновых пучков в нелинейной среде, распространение оптических солитонов в световодах, возбуждение и диссоциация молекул под действием ИК-излучения, лазерная генерация ультразвука, управление свойствами твёрдого тела и лазерной плазмы при воздействии световыми пучками. Эти разработки нашли применение не только для промышленного производства лазеров, но и для создания систем дальней космической радиосвязи, лазерного термоядерного синтеза, волоконно-оптических линий связи и многих других.

В промышленности с помощью лазеров производится точнейшая обработка стали: гравировка, вырезание отверстий с очень тонкой и чистой кромкой. Свойства лазерного излучения используют для закаливания некоторых металлов. Чаще всего в современной промышленности применяется волоконный лазер.

В строительной сфере лазеры применяют, чтобы определять расстояния или выстраивать геометрию. Сейчас лазерные уровни продаются во всех строительных магазинах, причем стоят недорого.

Военные и охотники уже давно используют лазерные прицелы. 

Использование лазеров в научных исследованиях. Например, ученые в Сарове используют лазер в процессе термоядерного синтеза: для облучения мишени излучение высокой мощности фокусируется в пятне минимальных размеров. Такие лазеры могут занимать большие пространства: для термоядерной реакции нужен серьезный источник излучения, размеры которого могут достигать сотен метров.

Наряду с такими гигантами, сравнимыми по габаритам с футбольными стадионами, в последнее время набирают популярность миниатюрные лазеры на так называемых наноструктурах.

Лазеры активно используются в системах связи, в том числе спутниковых. Одно из самых полезных для связистов свойств — распространение излучения в оптическом волокне: оптоволоконные системы позволяют передавать до сотен гигабайт в секунду на огромные расстояния. 

1.1          Спектроскопия

1.2          Измерение расстояния до Луны

1.3          Создание искусственных опорных «звёзд»

1.4          Фотохимия

1.5          Лазерное намагничивание

1.6          Лазерное охлаждение

1.7          Термоядерный синтез

1.8          Оптический (лазерный) пинцет

2             Вооружение

2.1          Лазерное оружие

2.2          Целеуказатели

2.3          Лазерный прицел

2.4          Системы обнаружения снайперов

2.5          Постановка помех снайперам

2.6          Введение противника в заблуждение

2.7          Дальномеры

2.8          Лазерное наведение

2.9          Лазерное стрелковое оружие (потенциально)

3           Промышленность

4             Медицина

5             В связи и информационных технологиях

6             В культуре

7             В быту