量子光学
レーザー科学が良質の理論的基礎を必要としており、これらの研究もすぐに実りの多いことがわかったため、量子光学への関心が高まった。ディラックによる場の量子論の研究ののち、1950, 60年代にジョージ・スダルシャン、ロイ・グラウバー、Leonard Mandelに電磁場に量子論を適用し、光検出と光の統計のより詳しい理解を得た。これにより古典的な枠組みで波を記述する電磁気を単に引き合いに出すだけでは光を完全に記述することができないことが理解され、レーザー光、サーマル光、エキゾチックなスクイーズド状態などの変化に対処する概念としてコヒーレント状態の導入につながった。1977年、H. Jeff Kimbleらは1度に1つの光子を放射する単一原子や光が光子からなる注目すべき証拠を論証している。以前は知られていなかったスクイーズド光のような古典的な状態とは異なる特徴を持つ光の量子状態が、その後発見されている。
Qスイッチングとモード同期技術により作られた短パルスと超短パルスの開発により、超高速プロセスとして知られることとなるものを研究する道が開けた。固体研究のための応用(例えばラマン分光)が見つかり、物質上の光の力学的な力が研究された。後者はレーザービームにより光学トラップもしくは光ピンセット内に原子の雲や小さな生物学的サンプルを浮上させ配置させることにつながった。