光子科學（photonics)包括光的產生，發射，傳輸，調製，信號加工，開關，放大和識別。光子科學特別強調光具有粒子和波動雙重性。它覆蓋了整個光譜波段的技術應用；從日常生活到新近進展的科學都要應用到光子科學。由於它的應用廣泛，故仍在不斷發展中。
曆史
“光子科學”由光字演生而來；它的出現是1960年晚期用來描述目的在使光演示其功能的研究領域；傳統上完全落在電子學的典型範疇；如遠程通訊，信息加工等。光子科學作為領域是從1960年研究激光開始的。隨後的發展包括1970年的激光二極管，傳送信號的光纖和參餌的光纖放大器。這些研究形成20世紀後期電信革命的基礎和提供以後互聯網的結構。1980年光纖維傳輸數據為電信網絡采用後，光子科學就被普遍使用。2001年間，光子科學大部集中在電信方面。但它覆蓋了科學和技術應用的很大範圍；包括激光製造，生物和化學傳感，醫學診斷和治療，顯示技術和光計算。各種非電信的光子科學應用呈快速增長，部分原因在許多公司已看出它的新應用領域。光子科學將還會得到進一步的發展。光子科學的應用是普及的；包括從每日日常生活到最新科學的幾乎所有領域；即光探測，電信，信息加工，照明，度量衡，譜儀，全息，醫學（手術，視力修正，胃鏡，健康監測）軍用技術，激光材料加工視覺藝術，生物光電子學，農業和機器人。如同1948年發現第一個晶體管後，電子學哪樣地迅速擴大應用哪樣，光子科學的獨特應用不斷出現在新的方面，半導體光科學器件在經濟方面的重要應用包括光數據記錄，光纖電信，激光打印（在靜電複印基礎上），顯示和高功率激光光泵。光子科學潛在的應用很廣，並包括化學合成，醫療診斷，芯片上的通訊，聚變能量。這裏舉幾種有興趣的附加例如下：消費設備：條碼掃描器。打印機，CD/DVD/Blu射線器件，遠程控製器件軍事：紅外傳感器，命令，控製和導航研究和營救，布雷和掃雷。光子科學計算：時間分布及計算機和打印線路板間或光電子積分線路間的通信。將來：量子計算。
光源
光子科學所用光源比一般所用的光泡複雜。它一般用如光發射二極管，超輻射二極管和激光等半導體光源，其它光源包括瑩光燈，陰極射線管等。常用3-5組半導體代替傳統半導體如矽和鍺。因為它們可有光發射的特性。如材料用（GaAs)，（GlGaAs)或其它半導體。它們也和矽並用，以產生混合矽激光。
傳輸介質
光可由任何透明物質傳輸，玻璃或塑料光纖都可用來引導光在一定路線上傳輸。現在研究具有工程光學性質的特別結構材料；包括光子科學晶體，晶體纖維和超材料。
放大器
光通信的光放大器是參鉺纖維放大器，半導體光放大器，拉碼放大器和光參數放大器。現正研究量子點半導體光放大器。
光調製
光源的調製用在光源上譯碼（encode)，可直接用光源調製。最容易的例是用閃光燈送莫爾斯碼。。另一方法是從光源采光，但在外部光調製器調製。光調製的研究中還包括調製格式。研究最有進展的格式調製如相移健等已研究用來抵消分散，使信號質量提高。
光子科學系統
光子科學系統常用作光通信系統。研究集中在高速光子科學網絡。也包括能改善光信號的光再生器。
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