经2016年1月14日重点实验室第三届学术委员会第二次会议讨论通过，实验室主要研究方向调整为以下四个：
一、 电磁极化波人工微结构材料及器件。围绕磁性材料、电介质为基础的人工微结构及器件，研究电、磁极化波与材料相互作用机理，研制和开发高性能器件，推动科研成果在信息技术及相关领域中的应用。
二、 微纳结构声学材料及器件。利用微纳加工的新技术，研究声波与微纳结构材料相互作用机制，探索声波为基础的新能源材料与器件，为推动新能源技术规模化应用、实现经济可持续发展提供关键技术与支撑。
三、 X射线人工微结构材料与特种光学元器件。探索新型高分辨率闪烁薄膜和超快闪烁材料及其器件，利用人工微纳加工技术，深入开展新型X射线光学元器件与系统研究。为国家重点战略任务提供服务。
四、 可见光与红外辐射人工微结构材料与器件。开展纳米多孔人工可控微结构材料的基础与应用研究，发展微加工技术在高技术领域的应用。研制出针对可见光、红外辐射及其他性能可调的新型功能材料与器件。通过控制材料的微结构，实现对光、热等输运特性的操控，为多个领域提供核心材料和关键技术。
之前的研究方向主要为：
一、 可见光与红外辐射人工微结构材料与器件
开展纳米多孔人工可控微结构材料的基础与应用研究，发展微加工技术在高技术领域的应用。研制出多种性能可调的新型功能材料与器件。
二、 微波信息人工微结构材料和器件
开展电介质、磁介质和氧化物半导体为基础的信息人工微结构材料与器件的研究。研究微波与光子晶体相互作用规律，设计和研制应用于多个领域的高性能微波器件。
三、 X射线人工微结构材料与特种光学元器件
深入开展软X射线偏振测量基础技术，X射线激光实验所需的一维微结构光学元件与系统，等离子体诊断光学系统的设计与研制工作，开展极紫外光刻关键光学技术、非球面光学系统及其它特种光学系统的研究工作。
四、 人工微结构材料的设计与仿真
基于左手材料、光子晶体等新概念，对微波及其它波段新型器件、新型微结构磁性材料等进行设计与仿真。