光学工程在早期，主要是基于几何光学和波动光学拓宽人的视觉能力，建立了以望远镜、显微镜、照相机、光谱仪和干涉仪等为典型产品的光学仪器工业。
这些技术和工业至今仍然发挥着重要作用。上世纪中叶，产生了全息术和以傅里叶光学为基础的光学信息处理的理论和技术。特别是六十年代初第一台激光器的问世，实现了高亮度和高时-空相干度的光源，使光子不仅成为了信息的相干载体而且成为了能量的有效载体，随着激光技术和光电子技术的崛起，光学工程已发展为光学为主的，并与信息科学、能源科学、材料科学、生命科学、空间科学、精密机械与制造、计算机科学及微电子技术等学科紧密交叉和相互渗透的学科。
它包含了许多重要的新兴学科分支，如激光技术、光通信、光存储与记录、光学信息处理、光电显示、全息和三维成像薄膜和集成光学、光电子和光子技术、激光材料处理和加工、弱光与红外热成像技术、光电测量、光纤光学、现代光学和光电子仪器及器件、光学遥感技术以及综合光学工程技术等。这些分支不仅使光学工程产生了质上的跃变，而且推动建立了一个规模迅速扩大的前所未有的现代光学产业和光电子产业。
研究方向
南京大学为例：
全固态激光技术
量子信息技术
微纳光子技术
光纤通讯技术
光学传感技术
光学显示技术
生物光学技术
光子集成技术
就业方向
1.光电成像器件及宽束电子光学：这个方向的研究生可以从事各种光电成像器件的原理与技术、设计、检测及应用技术等方面的工作。虽然这个领域的就业相对较少，但是对于该领域有深入了解的人才来说，就业机会也是存在的。
2.虚拟现实与增强现实技术：随着技术的不断进步和应用的不断扩展，虚拟现实和增强现实技术的开发和应用越来越受到重视。这个方向的研究生可以从事虚拟现实与增强现实算法、技术、系统以及各领域的应用方面研究工作。
3.微光与红外热成像技术：这个方向的研究生可以从事微光与红外成像探测理论、技术与系统的设计、测试、模拟仿真及总体技术等方面的工作。随着科技的不断进步和应用的不断扩展，这个领域的就业前景也越来越广阔。
4.空间光学与自适应光学：这个方向的研究生主要从事空间光学及自适应光学理论、技术与系统及其应用等方面的研究工作。随着空间科学和技术的不断发展，这个领域的应用也越来越广泛。
光学工程研究生还可以在机器人、照明、半导体、传感器、微机电系统、显示、光伏、汽车、船舶、航空航天、消费电子、计算机和通信、医疗设备、工业机械和设备、存储、物联网、电信和数据中心、信息技术和互联网、咨询和商业服务、媒体和娱乐等相关行业找到就业机会。主要的就业岗位包括传感器工程师、通信工程师、激光工程师、光学工程师、制造工程师、显示工程师、照明工程师、虚拟现实工程师、图像工程师、嵌入式工程师等。
在就业市场上，光学工程研究生可以选择进入企业研发类岗位，如京东方、华为、海信、海尔、中芯国际等，也可以选择进入科研院所、公务员或事业单位、军队文职等领域。
在待遇方面，企业研发类岗位的待遇通常较高，但也会因地区、学校等因素存在差异。科研院所的待遇通常在当地属于中等偏上水平。公务员或事业单位和军队文职的待遇则因地区和岗位的不同而有所差异。
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