En complément des évolutions régulières des installations opérationnelles, le LULI est actuellement en charge de deux projets importants : LUCIA et CILEX-APOLLON.
L’objectif du programme LUCIA (acronymne pour Laser Ultra-Court Intense et Applications) est de développer un système laser énergétique à haute puissance moyenne, ayant de plus un bon rendement à la prise électrique. Ce projet a démarré à l’occasion du CPER Etat-IdF 2000 – 2007. II est, depuis, régulièrement financé par la Direction Générale de l'Armement (DGA) et, suivant les années, par des crédits européens, en particulier dans le cadre des Joint Research Activities de LASERLAB-EUROPE et du WP14 du projet HiPER. Au-delà de la conception de la chaîne laser, divers travaux de R&D sont réalisés dans le cadre de ce projet, sur des milieux amplificateurs originaux, à base de céramiques ou de matériaux à gradient de dopage, ou sur la gestion des effets thermiques.
Le projet APOLLON est quant à lui financé dans le cadre du CPER Etat-IdF 2007-2013, avec le soutien complémentaire du CNRS, de l’Ecole Polytechnique et de l’ENSTA, pour ce qui concerne la chaîne laser (une dizaine de PW en régime fs) et par l’EQUIPEX CILEX pour ce qui concerne les espaces expérimentaux et leur environnement. L’installation de la chaîne laser dans le bâtiment ALS de l’Orme des Merisiers devrait intervenir courant 2013 après réfection de celui-ci, pour une ouverture aux utilisateurs extérieurs à l’horizon 2015-2016, après des premières campagnes de validation des équipements et de fiabilisation de l’installation. La chaîne laser et les salles expérimentales associées constitueront alors un Centre unique permettant de réaliser des expériences de tout premier plan sur différents thèmes scientifiques, liés aux lasers de puissance et aux milieux et aux sources de particules et de rayonnement qu’ils permettent de produire.
