L'étude de la lumière a tenu une place particulièrement importante dans l'histoire des sciences. Indissociablement liée à l'astronomie, à laquelle elle a fourni ses premiers instruments d'observation, l'optique s'est ensuite intégrée à un pan nouveau de la physique, l'électromagnétisme. En effet, on découvre progressivement au XIXe siècle que la lumière visible ne représente qu'une partie limitée d'un spectre plus vaste comprenant d'autres types d'ondes, telles que les rayons X ou les infrarouges.
Ondulatoire, la lumière est aussi composée de corpuscules sans masse, les photons ou "grains de lumière", selon une dualité résolue dans le cadre de la physique quantique. La relativité fait aussi jouer un rôle central à la lumière, dont la vitesse est une constante fondamentale de la physique moderne. C'est dire que la lumière est au cœur des théories physiques qui ont bouleversé notre vision du monde au XXe siècle.
Depuis qu'elle s'est libérée de la matière dans laquelle elle était piégée, quelque 300 000 ans après le big-bang, la lumière et les autres ondes électromagnétiques interagissent avec la matière. Cette interaction est le fondement de très nombreuses applications techniques parmi lesquelles l'IRM (imagerie par résonance magnétique) fondée sur l'interaction des noyaux atomiques avec les micro-ondes, ou le laser. Porteuse d'énergie et d'information, la lumière émise par les lasers est utilisée pour la découpe et le traitement des surfaces matériaux, dans l'éclairage, mais aussi dans le développement des télécommunications haut débit.
Plus généralement, la photonique est une discipline transverse, à l'origine de multiples innovations dans des domaines aussi variés que l'instrumentation, l'imagerie, la vision, les télécommunications, la réalité augmentée, la défense, les composants, etc. La filière a un bel avenir qui reste largement à écrire tant le XXI e siècle s'annonce être celui de la photonique, à l'instar du XX e siècle qui a consacré l'électronique !
Depuis plus de 200 ans, les scientifiques français se sont illustrés dans l'étude de la lumière et des ses propriétés, avec récemment deux prix Nobel. Les acteurs industriels du domaine de la photonique sont nombreux en France avec 40 % des entreprises du secteur qui ont moins de 10 ans.
