研究者使用或者开发新的光源，使得他们的光源可以发出电磁波谱上从微波到X射线的光。这个领域通常包括产生和探测光，线型和非线性光学，和光谱学。对激光的研究和激光光谱学的也是光学物理的一个重要方向。光物理学中主要的研究方向为量子光学和相干性，以及高频激光如飞秒激光。光物理学的研究对于其他研究领域也提供了很好的理论和实验支持，如孤立原子对于超短的强电磁场的非线性响应，原子和共振腔在强场下的相互作用，以及电磁场的量子性质。光物理学的其他重要研究方向包括，研发新型纳米尺度的光学观测技术，衍射光学，低相干性干涉学