Модуль «Теория взаимодействия излучения с веществом» включает в себя четыре рабочие программы: «Основы теории колебательных процессов и нелинейной динамики»; «Теория взаимодействия света с веществом»; «Основы нелинейной квантовой оптики»; «Практикум по нелинейной динамике и теории взаимодействия излучения с веществом». Концепция развития современной физики базируется на реализациях сложных нелинейных моделей, приближенных к реальным процессам, протекающим в природе. При этом понятие линейная система отступило на второй план, и как правило, если это позволяет исследуемая модель, используется для описания её частных сильно упрощённых вариантов. Одним из быстро развивающихся направлений физики является теория взаимодействия излучения с веществом. Термин «взаимодействие» уже является характеристикой того, что в данном направлении исследуются сложные нелинейные модели. Учебный модуль в целом позволит обучающимся, на достаточно простых модельных примерах, сформировать «нелинейное мышление» избегая в тоже время громоздких выкладок и специальных моментов.