Деятельность ЛТОАЧиМ нацелена на развитие теоретических основ для разработки высокопрецизионных атомных часов нового поколения. Объектом исследования являются атомы и ионы, взаимодействующие с резонансным лазерным излучением. Для различных типов атомных часов одним из главных факторов, ограничивающих их точность и стабильность, является полевой сдвиг частоты реперного перехода. Данный сдвиг возникает вследствие смещения энергетических уровней квантовой системы при взаимодействии с лазерным полем и зависит от интенсивности и частоты излучения. При этом неконтролируемое изменение во времени параметров лазерного поля приводит к флуктуациям величины полевого сдвига и, соответственно, нестабильности частоты. Для решения данной проблемы в лаборатории разрабатываются новые спектроскопические схемы, позволяющие эффективно подавить полевой сдвиг и его флуктуации. Также проводится разработка и исследование полностью оптических методов возбуждения и детектирования магниточувствительных резонансов, которые могут служить основой для создания новых типов атомных магнитометров