Misija Istraživačke jedinice za fotoniku i kvantnu optiku Centra izvrsnosti za napredne materijale i senzore (CEMS-Fotonika) je izvođenje temeljnih istraživanjima u području fotonike i kvantnih efekata u neliearnoj optici te promocija fotonike i optike u Republici Hrvatskoj.
Glavni istraživački interesi naše grupe su: kvantna komunikacija, kvantno sprezanje, kvantna kriptografija, biomimetičko kvantno-potpomognuto računanje, holografija u uvjetima niske razine svjetla, foton-bozon interakcija, kvantno računanje, kvantna slučajnost te razvoj tehnologije novih detektora i izvora svjetlosti.
Originalnost našeg pristupa je u korištenju kvantnih efekata, poput emisije i detekcije pojedinačnih fotona ili kvantnog sprezanja, kao ključnih alata u traganju za odgovorima na neka od važnih otvorenih pitanja u području fotonike i kvantne fizike. U fokuse našeg istraživanja spadaju: sigurnost i domet kvantne kriptografije, biomimetičko računalo, holografija objekata koji ne reflektiraju svjetlo, potraga za skrivenim bozonskim česticama izvan Standardnog Modela čestica, generiranje slučajnih brojeva i kvantno računanje. Pri izvođenju pokusa koristimo razne fotoničke tehnike: inovativne detektore fotona koje sami razvijamo, pulsne izvore laserskog svjetla, jednostruke i dvostruke Fabry-Perot rezonatore, stabilizirane kontinuirane jednomodne lasere, femtosekundnu spektroskopiju, laersko pisanje te nelinearne efekte u homogenim ili periodičnim nelinearnim kristalima.
Ambiciozni istraživački program CEMS-Fotonike obuhvaća teme koje su na samoj znanstvenoj fronti znanstvenih istraživanja i imaju izvanredan potencijal za nova znanstvena otkrića i generiranje novih tehnologija, inovativnih metoda i uređaja s praktičnim primjenama.