L’ingénierie optique est la discipline du génie qui se concentre sur la conception des équipements et des appareils qui fonctionnent à l'aide de la lumière. Il est basé sur la science de l'optique, un champ de la physique qui étudie les propriétés et les comportements de la lumière visible et de ses deux plus proches voisins sur le spectre électromagnétique, l'infrarouge et l'ultraviolet. La pratique de l'ingénierie optique est ancienne, et l'utilisation de miroirs, cristaux en forme et poli, ou des récipients d'eau claire à des fins telles que la lumière du soleil d'agrandissement ou de mise au point de déclencher des incendies a plus de 2.000 ans. Dans les temps modernes, ce domaine est important pour un très large éventail de technologies, y compris les instruments optiques tels que jumelles, microscopes et les lasers, et de nombreux appareils électroniques d'usage courant et de la communication.
Certaines applications pratiques de l'optique peuvent être fait en utilisant un modèle de rayonnement électromagnétique basée sur la physique classique. C'est parce que les prédictions de la mécanique quantique moderne diverger sensiblement de la mécanique classique seulement à l'échelle atomique ou subatomique ou dans des conditions extrêmement inhabituelles comme quasi-absolue températures inférieures à zéro. Beaucoup de modernes technologies optiques sont basées sur la façon dont les photons individuels interagissent avec les atomes et les particules, où les prédictions de la mécanique classique cessent d'être une approximation utile de la réalité, et ainsi la science de l'optique quantique est nécessaire de comprendre et de maîtriser ces phénomènes. La science des matériaux est également importante pour la connaissance ingénierie optique.
La conception de nombreux appareils qui utilisent la lumière pour visualiser ou analyser des objets implique l'ingénierie optique. Affichage des instruments tels que jumelles, télescopes, microscopes et utiliser des lentilles et des miroirs pour agrandir les images, tandis que les verres correcteurs de lunettes et de lentilles de contact réfracter la lumière entrante pour compenser les défauts de la vision du porteur. Ainsi, leur création exige beaucoup de connaissances scientifiques sur la façon dont ces composants optiques aura une incidence sur la lumière entrante. Succès conception de la lentille optique nécessite une compréhension à la fois de la façon dont une lentille composition, la structure et la forme aura une incidence sur le fonctionnement d'un dispositif optique, et comment une lentille forme et les matériaux auront une incidence sur des facteurs tels que la masse de l'appareil, de la taille et de la distribution de poids, ainsi que sa capacité à fonctionner dans des conditions différentes.
La conception des dispositifs appelés spectromètres ne peut pas se faire sans génie optique. Un spectromètre utilise les propriétés des photons incidents pour découvrir des informations sur la composition chimique ou d'autres traits de la matière que la lumière a été émise ou interagir avec. Spectromètres existent dans un large éventail de types différents et sont extrêmement importantes pour la science moderne et de l'industrie, dans des applications allant de l'identification de la composition des minéraux de contrôle de la qualité dans l'industrie métallurgique à l'étude du mouvement des autres galaxies.
L’ingénierie optique est également essentielle de technologie de fibre optique, qui transmet l'information au moyen de câbles en utilisant des impulsions de lumière au lieu de l'électricité. Des fibres optiques sont des matériaux souples qui peuvent être utilisés en tant que guides d'ondes, des matériaux qui peuvent guider la direction de la lumière. Ils guident la lumière qui se déplace en profitant d'un phénomène appelé la réflexion interne totale, ce qui maintient la lumière canalisée vers le bas le cœur de la fibre. La conception de fibres optiques nécessite une compréhension de la façon dont la lumière est réfractée comme il se déplace à travers différents médias, ainsi que les qualités de réfraction des matériaux différents. Les fibres optiques sont indispensables aux technologies modernes de communication, comme les téléphones, Internet haute vitesse et la télévision par câble, en raison de leur énorme capacité.
La conception de lasers qui produisent des faisceaux étroits de lumière cohérente, s'appuie aussi fortement sur l'ingénierie optique. Lasers fonctionnent en énergie excitant un matériau, appelé milieu de gain, jusqu'à ce qu'il commence à libérer de l'énergie sous forme de photons. Conception d'un travail au laser implique la connaissance à la fois des propriétés quantiques de la lumière et de différents matériaux qui peuvent être utilisés comme supports de gain afin de créer des photons ayant les qualités nécessaires pour l'utilisation prévue du laser et de la façon dont optique équipements tels que des lentilles et des miroirs peuvent se concentrer que la lumière. La technologie laser est largement utilisée dans la vie moderne. Il est la base de médias de disques optiques tels que les formats CD et DVD, la technologie de détection LIDAR (light detection and ranging), et dans de nombreuses applications industrielles.