应用量子电动力学和*统计物理学的原理和方法研究光的发射、光和物质的相互作用、非常弱和快速变化的光信号的检测以及光场本身性质的学科。20世纪50年代后，特别在激光器问世后得到蓬勃发展。内容包括激光理论、*光的相干性、*非线性光学、弱信号的检测、光的超短脉冲等。在几个光子作用的情况下，量子光学公式给出正确的结果，而经典光学则往往失效。参见“基尔霍夫定律”、“波粒二象性”、“光电效应”。