optik (Kvanteoptik)

Selvom lyset i sig selv beskrives som et klassisk felt, indføres betegnelsen kvanteoptik om de optiske fænomener, der forudsætter en kvantefysisk beskrivelse af lysets vekselvirkning med stof. Med udviklingen af faststoffysikken omkring midten af 1900-t. blev det muligt at forstå forskellige materialers optiske egenskaber på det mikroskopiske niveau, en forståelse, der for halvledere har ført til udvikling af optoelektroniske komponenter som bl.a. lysemitterende dioder og CCD-detektorer. I integreret optik opbygges lyskilde, optiske bølgeledere, detektor og elektronisk forstærker på det samme halvledersubstrat.

I laseren bringes et stort antal lysgivende atomer til at udsende deres stråling i takt, hvilket resulterer i en lyskilde, hvor alle fotoner er i samme kvantetilstand. Laseren, som i sig selv er et produkt af kvanteoptikken, udsender lys med høj intensitet og med en meget veldefineret frekvens. Når denne stråling vekselvirker med stof, opstår optisk ulineære effekter, der udnyttes til frekvensfordobling, frekvensblanding og andre effekter, der har analogier i elektroniske kredsløb. Dette aspekt udtrykkes ofte gennem betegnelsen kvanteelektronik.

Selvom optikken er født som læren om synligt lys, benyttes den optiske terminologi nu over hele det elektromagnetiske spektrum fra mikrobølgeoptik til røntgenoptik. Den anvendes ligeledes i forbindelse med det bølgeaspekt, der ifølge kvantefysikken må tilskrives materielle partikler og har ført til udvikling af bl.a. neutrondiffraktion, elektronmikroskopi og atominterferometri. Se også lys.