Karel Rohlena je odborníkem na teorii nízkoteplotního i vysokoteplotního hustého plazmatu a zakladatelem oboru vytváření a zkoumání plazmatu výkonovými lasery v Čechách. Svou dlouholetou vědeckou i organizační aktivitou sehrál klíčovou roli při vybudování komplexu laserových systémů PERUN a dále systému Prague Asterix Laser System (PALS) ve společné laboratoři FZU a Ústavu fyziky plazmatu a následnými projekty HiLASE a ELI Beamlines v České republice.
Po studiu na Univerzitě Karlově nastoupil v roce 1963 do Fyzikálního ústavu, kde se jako vědecký asistent věnoval stabilitě kladného sloupce výboje ve vzácných plynech. V letech 1966–1967 se během roční vědecké stáže v Plasma Physics Laboratory v britském Culhamu zabýval stabilitou plně ionizovaného plazmatu v silných magnetických polích se složitou geometrií. Po zahájení laserového programu ve Fyzikálním ústavu se po určitou dobu věnoval fyzice jódového fotodisociačního laseru a po vybudování uživatelského centra i fyzice samotného laserového plazmatu.
Jako vedoucí Oddělení plynových laserů koordinoval v letech 1991–2007 práce na jódových fotodisociačních laserech PERUN I a PERUN II. Dlouhá léta zastával funkci zástupce ředitele Badatelského centra PALS. Od roku 2001 byl šest let i jeho ředitelem. Po celou svou kariéru se věnoval nejenom výzkumu, ale vědecké výchově i výuce především na Univerzitě Karlově.
