Olsen var leder for Elektronmikroskopilaboratoriet ved Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo og var forskningsleder for forskningsgruppen Strukturfysikk i Forskningsparken fra starten i 1988 frem til 2013. Han var også cellist og kammermusiker og opptrådte som solocellist i Scottsdale Symphony Orchestra i USA og Universitetets symfoniorkester, Oslo.