光学(optics)是一门有悠久历史的学科,它的发展史可追溯到2000多年前。经多代科学人的研究发展,光学领域的神秘面纱不断被掀开。近几十年来光学更加迅猛地发展,开始进入了一个新的时期,学科进展成为现代物理学与现代科学和技术前沿的重要组成部分。
在现代光学本身,除非线性光学、激光光谱学、超强超快光学、激光材料和激光器物理外,在以下领域越来越多地为人们所关注。以激光引发核聚变在探索实现受控热核反应方面已经达到了能产生“发火点”的水平。激光光谱学,包括激光喇曼光谱学、高分辨率光谱和皮秒超短脉冲以及可调谐激光技术等已使传统的光谱学发生了很大的变化,成为深入研究物质微观结构、运动规律及能量转换机制的重要手段。它为凝聚态物理学、分子生物学和化学的动态过程的研究提供了前所未有技术。激光冷却和玻色-爱因斯坦凝聚的实现以及原子激光的诞生是20世纪末物理学的重大突破性进展之一。
在量子通信与量子计算方面,自从1994年P.舒尔提出量子平行算法以来,量子通信与量子计算发展成物理学与信息科学相结合的新兴交叉学科,这方面的理论和实验均取得了重大进展。 与扫描隧道显微镜类似,发展了一系列近场光学扫描显微镜技术,分辨率已达到光波波长的数十分之一,并形成了一门光学、扫描探针显微学和光谱学相结合的新型交叉学科——近场光学。
光子晶体是一种周期的介电(包括金属)结构,它的周期相应于光波波长,在光子晶体中光的传播特性以及光子与原子、分子的相互作用都发生了本质的改变,从而可控制光子的运动。这是一类全新的光子器件的物理基础。
现代光学不仅促进了物理的发展,并与化学、生命科学、信息科学、材料科学等领域的交叉日渐广泛和深入,同时也为应用发展研究提供了广阔的前景,已成为高技术领域发展所依托的重要学科基础之一。光学的探索与发展,光学设备的技术研发也在快速发展中,各类有助于光学研究的设备也在迅速崛起。