После окончания университета А.В.Хохлов в течение двух лет работал инженером в НИИ-52 (в то время, это было самое крупное научное учреждение в г.Саратове и одним из важнейших НИИ в СССР). Работая совместно с крупными специалистами, он приобретает опыт конструирования СВЧ-радиоаппаратуры и разнообразных экспериментальных исследований.

В 1961 г. А.В.Хохлов поступает в аспирантуру к Г.М.Герштейну. Интеллигентный, энергичный и очень доброжелательный, Г.М.Герштейн служил образцом для многих поколений физиков, а молодежь его просто боготворила. Он очень много сделал для формирования будущего ученого и преподавателя, его стиля поведения, отношения к науке, лекциям, коллегам и студентам, умения четко излагать свои мысли в устных выступлениях и на бумаге.

В 1963 году А.В.Хохлов избран ассистентом кафедры, в 1967 г. защитил кандидатскую диссертацию "О решении первой краевой задачи теории потенциала аналоговым методом наведенного тока", а в 1969 г. он становится и.о. доцента кафедры.

В 1968 г. А.В.Хохлову поручается разработка курса "Основы радиоастрономии", ранее не читавшегося в СГУ. Учебники по этому курсу отсутствуют, и А.В.Хохлов подготавливает и издает в 1974 г. учебное пособие "Введение в радиоастрономию". Радиофизические проблемы астрономии настолько его захватывают, что он решается сменить научное направление и заняться радиоастрономией. Неожиданная поддержка поступает от директора НИИ механики и физики СГУ профессора В.Н.Шевчика.

Практически реализовать новый проект удается с помощью Начальника станции наблюдения ИСЗ СГУ доцента Ю.А.Склярова и директора объединения "Тантал" Г.А.Умнова. Ю.А.Скляров предложил базу Станции наблюдения ИСЗ для размещения аппаратуры и в дальнейшем оказывал постоянное содействие.

Регулярные радионаблюдения Солнца начинаются в конце 1979 г. Создается долгосрочная программа регулярной службы радиоактивности Солнца, одобренная Астросоветом АН СССР. Радиоастрономическая группа СГУ включается в разработку радиофизических методов прогнозирования солнечной активности по плану секции "Радиоизлучение Солнца" Совета по радиоастрономии АН СССР, а А.В.Хохлов становится членом секции "Радиофизические исследования солнечной системы" Научного Совета "Солнце-Земля".

В последующие годы вступает в строй второй радиотелескоп, предложен и разрабатыватся оригинальный программно-аналитический метод автоматического наведения антенн малых радиотелескопов на Солнце. Основные технические решения были защищены двумя авторскими свидетельствами. На основе этого метода впервые в отечественной практике создается автоматический информационно-измерительный комплекс радиотелескопов, что позволяет получать длительные ряды ежедневных значений характеристик солнечного радиоизлучения.

В 1982 году А.В.Хохлов разрабатывает новый дифференциально-коммутационный метод радиополяриметрии, отличающийся высокой точностью и не имеющий аналогов за рубежом. В течение последующих 10 лет в лаборатории создаются различные конструкции радиополяриметров, постоянно совершенствуются их параметры, надежность и точность измерений. В процессе развития метода было получено более двадцати новых технических решений, защищенных 9 авторскими свидетельствами и патентами России. Прецизионные измерения поляризации солнечного радиоизлучения позволили выявить группу солнечных всплесков с аномальным поведением поляризации, когда импульсное изменение поляризованных составляющих происходит при неизменной суммарной интенсивности излучения, и построить модель, объясняющую "аномальные всплески поляризации" образованием короткоживущих открытых конфигураций магнитного поля.

В 1986 г. программа радиополяризационного прогнозирования солнечной активности получает поддержку Госкомитета по науке и технике СССР, а научные результаты, полученные на автоматическом радиополяризационном комплексе СГУ, используются в международной программе отождествления радиовсплеска 3 февраля 1983 г. с двухленточной протонной вспышкой. Результаты разработки радиополяриметрической аппаратуры и научных исследований явлений солнечной активности были обобщены А.В.Хохловым в докторской диссертации "Дифференциальный метод поляризационного анализа СВЧ-излучения и его применение к изучению явлений солнечной активности", защищенной в феврале 1993 г. в СГУ.