Do tej podstawowej i bardzo szerokiej dziedziny fizyki zalicza się między innymi optykę atomową, optykę biomedyczną, nanofotonikę, optykę kwantową, optykę nieliniową, obrazowanie obliczeniowe, plazmonikę oraz spektroskopię.

Zajęcia dydaktyczne oraz badania dotyczące wszystkich tych oraz wielu innych zastosowań optyki dostępne są dla studentów już od pierwszych lat studiów.Dzięki tak wczesnemu zaangażowaniu studentów w pracę naukową, absolwenci UW już po pierwszym stopniu mogą pochwalić się dorobkiem naukowym, doświadczeniem w pracy w najnowocześniejszych laboratoriach oraz zdolnościami w zakresie samodzielnej obsługi zaawansowanych technologii.