Учебное пособие посвящено применению современных методов математической физики при исследовании обратных задач оптики и смежных областей, в частности оптики лазеров. Подробно изучаются математические модели, используемые при решении обратных задач, даны как классические, так и новые нетрадиционные постановки. Особое внимание уделено обоснованию численных методов, их эффективной реализации на современной вычислительной технике.