基礎光學
人類對光的研究，最初主要是研究“人怎麼能看見周圍的物體？”狹義來說，光學是關於光和視見的科學，optics(光學)這個詞，早期只用於跟眼睛和視見相聯繫的事物。而今天，常說的光學是廣義的，是研究從微波、紅外線、可見光、紫外線直到?X射線的寬廣波段範圍內的，關於電磁輻射的發生、傳播、接收和顯示，以及跟物質相互作用的科學。依光的性質和實驗區分成
(一)幾何光學(geometrical optics)：
將光視為粒子處理的光學，但考慮的是其整體的特性表現，用光線、光束、物點、像點等概念來描述光，並未涉及光的物理本質，只具有近似的意義，又稱為光線光學(ray optics)。幾何光學是從幾個由實驗得來的基本原理出發，來研究光的傳播問題的學科。它利用光線的概念、折射、反射定律來描述光在各種媒質中傳播的途徑，它得出的結果通常總是波動光學在某些條件下的近似或極限。
(二)物理光學(physical optics)：
將光視為電磁波處理的光學，物理光學是從光的波動性出發來研究光在傳播過程中所發生的現象，也稱為波動光學(wave optics)。它可以比較方便的研究光的干涉、衍射、偏振，以及光在各向異性的媒質中傳插時所表現出的現象。
波動光學的基礎就是Maxwell方程式，但不詳論介電常數和磁導率與物質結構的關係，而側重于解釋光波的表現規律。波動光學可以解釋光在散射媒質和各向異性媒質中傳播時現象，以及光在媒質介面附近的表現；也能解釋色散現象和各種媒質中壓力、溫度、聲場、電場和磁場對光的現象的影響。
(三)量子光學(quantum optics)：
將光視為粒子處理的光學，但探討的是個別粒子本質的光學。普朗克在研究黑體輻射時，他提出 “組成黑體的振子的能量不能連續變化，只能取一份份的分立值”。?愛因斯坦提出光能不像電磁波理論的分佈在波陣面上，而是集中在所謂光子(photonics的微粒上。在光電效應中，當光子照射到金屬表面時，一次為金屬中的電子全部吸收，而無需電磁理論所預計的那種累積能量的時間，電子把這能量的一部分用於克服金屬表面對它的吸力即作逸出功，餘下的就變成電子離開金屬表面後的動能。
當光波在巨觀的環境中，傳輸空間上障礙物的長度遠大於光波波長，以光線光學來描述；當傳輸空間上障礙物的長度與光波波長相近或更小時，以波動光學來描述；當光與與物質作用亦即光電效應下，光具有粒子與波動性質，稱為光子，以量子光學來描述。它的基礎主要是量子力學和量子電動力學。光的這種既表現出波動性又具有粒子性的現象既為光的波粒二象性。後來的研究從理論和實驗上無可爭辯地證明了：非但光有這種兩重性，世界的所有物質，包括電子、質子、中子和原子以及所有的宏觀事物，也都有與其本身質量和速度相聯繫的波動的特性。
光學史可分為五個時期：
光學啟蒙時期：光的直進、反射定律
幾何光學時期：折射定律、光的複合理論、光的粒子學說
波動光學時期：干涉現象、繞射理論、偏極現象 → 光是電磁波
量子光學時期：近代物理學 → 光的二相（波動、粒子）性
現代光學時期：雷射的發明 → 光電科技的應用
光電科技的分類：
傳統光學－眼鏡、放大鏡、顯微鏡、望遠鏡、照相機、攝影機
雷射光學－雷射量測、雷射音響、雷射醫療、雷射武器
光纖光學－光纖、光纜、光纖通訊元件、光纖通訊系統
光電子學－發光二極體、半導體雷射、光偵測元件、液晶元件
量子光學－陰極射線管、太陽能電池、電子顯微鏡
光電科技的應用：
光電元件－發光二極體、雷射二極體、影像感測器、太陽電池
光電顯示器－LCD、投影顯示器、PDP、OLED
光輸出入－數位相機、影像掃描器、雷射印表機、多功能事務機
光儲存－消費性光儲存裝置、資訊用光儲存裝置、光儲存媒體
光通訊－光纖、光纜、光被動元件、光主動元件
雷射及其他光電應用－( 各型雷射、雷射指示器
