Fotonik är ett brett studieområde som involverar forskning och tillämpning av ljus i alla dess många former. Fältet är inte bara intresserad av det synliga ljusspektrumet; ultraviolett ljus och infrarött ljus är också mycket viktiga. Området fotonik syftade ursprungligen till att applicera ljus på uppgifter som tidigare bara kunde lösas genom elektronik, såsom telekommunikation. Det moderna fältet strävar efter att fortsätta denna strävan och expandera på den genom att söka efter alla tillämpningar för ljus. Fotonik hämtar från och bidrar till flera andra områden, såsom kvantelektronik och modern optik.
Det finns många aspekter av ljus och dess beteende som är viktiga för dem som studerar fotonik för vetenskapliga eller industriella ändamål. Ljustransmission är till exempel viktig på grund av behovet av effektiv och tillförlitlig dataöverföring till och från avlägsna platser. Fiberoptiska kablar används ofta för detta ändamål. Ljusemission och förstärkning är också viktiga för produktion och manipulering av effektiva signaler.
Ljusavkänning är särskilt viktigt inom fotonik, eftersom ljuset som ingår i experiment och tester ofta behöver kvantifieras och kanske inte ens är synligt. Vissa anordningar för ljusdetektion är av kemisk natur; till exempel kan ljus med en specifik frekvens eller intensitet orsaka en specifik kemisk effekt. Andra detektorer fungerar som termometrar och reagerar på värmen från inkommande ljus.
Området fotonik används i många olika branscher, allt från hemelektronik till robotik. Streckkodsläsare och DVD-läsare är till exempel ljusbaserade tekniker. Inom medicinen används ljus i form av laser för synkorrigering och tatueringsborttagning. Militära tillämpningar inkluderar detektering av infrarött ljus för att exponera värmekällor i mörker. Vissa tillämpningar av fotonik används helt för underhållning; dessa inkluderar lasershower och holografisk konst.
Det breda utbudet av kommersiella, industriella och militära tillämpningar inom fotonikområdet säkerställer att det i allmänhet är ett välfinansierat och blomstrande område för vetenskaplig forskning. Det finns många aspekter på studier och tillämpning av ljus, så det finns många olika aspekter av ljusbeteende och användning som kan studeras vid varje given tidpunkt. Ett vanligt ämnesområde är modulering, det sätt på vilket information kan kodas till ljus. Den enklaste metoden för modulering är att slå på och av en enskild ljuskälla enligt en specificerad kod, såsom morsekod. Andra metoder för modulering, såsom ortogonal frekvensdelningsmultiplexering, försöker använda olika kvaliteter av olika ljuskällor, såsom frekvens, för att skicka mer komplexa och effektivare signaler.