Veel van ons begrip van atomen, moleculen en vaste stoffen ontlenen we aan hoe materie licht verstrooit, absorbeert en uitzendt. Optische technieken zijn in labs alomtegenwoordig, omdat zij toegang geven tot bepaling van energieniveaus, sub-femtoseconde tijdsschalen, en via microscopie ook van lengteschalen die van belang zijn voor bijvoorbeeld biofysische systemen. Met de beschikbaarheid van ultragevoelige detectroren kunnen we zelfs routinematig individuele moleculen zichtbaar maken aan de hand van de stroom van individuele fotonen die een fluorescerend molecuul uitzenden.