kvantumoptika
A kvantumfizikának a fotonok anyaggal való kölcsönhatásával foglalkozó területe.
Az elektromágneses hullámok egészének megértéséhez az egyes fotonok vizsgálata elengedhetetlen.
A fényt diszkrét kötegekben (azaz fotonokban) történő mozgására vonatkozó elméletet Max Planck mutatta be 1900-as tanulmányában a feketetest-sugárzás "ultraibolya katasztrófájára". 1905-ben Einstein a fotoelektromos hatás magyarázatában kiterjesztette ezeket az elveket a fény fotonelméletének meghatározására.
A kvantumoptika (és a kvantumfizika egésze) egyidejűleg látja az elektromágneses sugárzást hullám és részecskék formájában.
Ezt a jelenséget hullámrészecske kettősségnek nevezik.
Ennek a leggyakoribb magyarázata, hogy a fotonok részecskék áramában mozognak, de a részecskék általános viselkedését egy kvantum hullámfüggvény határozza meg, amely meghatározza a részecskék adott időben való tartózkodásának valószínűségét.