Еще одно направление исследований – это меньшие, так называемые умеренные (10¹¹÷10¹³ Вт/см²) потоки излучения. При воздействии таких импульсов в веществе происходит целый ряд интересных явлений, таких как неравновесный нагрев и релаксация  электронов и ионов, сверхбыстрые фазовые превращения, генерация ударных. Еще в 1979 году  мы первые наблюдали новый эффект – при нагреве пикосекундными импульсами металла электроны проводимости разогреваются до 10 000 градусов, а решётка остаётся холодной – менее 1000 градусов.

При этом горячие электроны излучают свет. То есть имеет место высокотемпературное свечение холодного металла. Дальше начался вал работ во всём мире по исследование неравновесного нагрева электронов и решетки металла. Мы первыми начали, и первыми же бросили – у нас началась перестройка. А в мире работы продолжались, т. к. было интересно, как же происходит этот электронно-фононный теплообмен. Родилось целое направление

Исследования взаимодействия фемтосекундных лазерных импульсов с веществом являются важными в связи с широким кругом как актуальных технологических приложений, так и в связи с фундаментальными проблемами (физика неравновесных процессов, метастабильных состояний, горячих конденсированных сред, лазерно-индуцированных ударноволновых процессов, формирование нанорельефов и т.п.). В данных условиях меняются фононные спектры, упругие модули, зонная структура, проводимость, межзонное поглощение, коэффициент преломления и т.д. Возни­кает множество вопросов относительно энергии когезии конденсированной фазы, давления насыщен­ных паров, смещении кривой равновесия жид­кость-пар, положении кри­тической точки и т.п. Важность проблемы изучения возбуждённой конденсиро­ванной фазы в настоящее время чрезвычайно актуальна. Ведутся квантовые расчё­ты межатомных потенциалов и электронной струк­туры, проводятся эксперименты по определению оптических и транспортных свойств. С прикладной точки зрения актуальность обусловлена развитием современной лазерной индустрии прецизионной обработки материалов, наномодификации поверхности, нанесения покрытий с использованием фемтосекундных импульсов. Вещество после воздействия фемтосекундного импульса проходят через ста­дию возбужденной конденсированной фазы, существующую в коротком временном интервале порядка нескольких пикосекунд.  Именно на этой стадии формируется «горячий вклад» в распространение электронной тепловой волны в объём мишени и распре­деление разлетающихся нейтралов и ионов в лазер­ном факеле.

То же самое – в полупроводниках. Здесь наше преимущество – созданная в нашей лаборатории мощная лазерная система на хром-форстерите, генерирующая  фемтосекундные импульсы в инфракрасном диапазоне спектра.  Большая глубина проникновения ИК излучения позволяет просвечивать и осуществлять объёмную диагностику быстропротекающих процессов внутри ряда полупроводников, таких как кремний и арсенид галлия, которые являются основными материалами электронной промышленности. Мы провели цикл работ по изучению абляции полупроводников, диагностике электронно-дырочной плазмы и плавления на поверхности и в объеме вещества.