国际联合实验室暂设3个研究方向开展工作，各研究方向分别围绕不同的技术目标执行各自的功能和任务。
一、激光光谱技术及电磁波理论在作物遗传育种中的应用研究
利用激光诱导产生等离子体光谱、荧光和拉曼光谱等方法研究农业生物对象的物理性质、农业生产过程和农业生物生命过程中的物理化学规律以及物理因素对生物系统的作用。激光诱导产生的原子与分子光谱涉及光电子学，动植物学及农学领域的土壤学、育种学、栽培学和遗传学等多学科，是一个新型的交叉综合的新兴学科。利用激光诱导产生的原子与分子光谱研究现代农业中的生物光学问题，是研究作物遗传育种的一种新型的手段和工具，将加快作物育种和作物生长过程。目前承担国家自然科学基金项目“光学局域表面等离子共振植物激素快速检测新方法研究”。
二、光电子技术在农业面源污染监测中的应用研究
土壤中重金属污染引发了严重的环境安全问题，给人们的生活带来了重大隐患，常规的方法有化学分析法、电感耦合等离子体原子发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法等，虽然测量准确，但是样品预处理手续繁琐，耗费时间长，检测成本高。研究制定快速准确的测定土壤中重金属元素、农业面源污染元素的方法。目前承担国家重点研发计划项目：“土壤生物有效态氮磷原位提取及检测设备研发与标准研制”。
三、激光光谱技术在食品安全领域中的应用研究
利用激光在高散射对象中的光子吸收获得相应物质的散射特性参数，从而得到被测对象的光学性质。基于GASMAS的散射吸收系数的测定，将在食品安全、水果成熟度快速检测、牛奶包装非破坏检测、水果和肉类品质在线检测等方面具有很大的研究和开发前景。目前承担与肯尼亚Nairobi大学合作项目“食品中的黄曲霉素快速检测仪器的研究与开发”。
