2000年10月，倫敦帝國理工學院（Imperial College, London）的彭德里（J. B. Pendry）教授在《物理評論通訊》上發表一篇著名的文章，證明一塊折射率為-1的負折射介質板是一個「完美透鏡」，具有放大「消逝波（evanescent wave）」的神奇能力，可將波源「完美成像」而超越繞射極限。此文發表後，立即在學術界掀起了負折射研究的熱潮。在研究者的持續努力下，負折射的現象已證明確實存在，且Science 期刊基於其應用潛力（例如新式的讀寫頭等），將相關研究選為2003 年的十大科技成果之一。

操控光的流動一直是人類的夢想。可以預測，這一目標一旦實現，對人類帶來的影響必將不亞於微電子革命。一個重要的原因是作為資訊載體，光子擁有電子所沒有的優勢，即速度快、帶寬大、相互間幾乎沒有影響。

單原子厚的石墨烯（graphene）能吸收超過2%的入射可見光，已經教人驚艷，最近，美國研究人員藉由將石墨烯與光學共振器耦合，進一步將它在遠紅外及微波範圍的吸收率提升至45%以上。此研究成果再次證明石墨烯可用來製作許多新一代光學元件。

雖然今日的智慧手機、平板與其他小型電子裝置依賴的是電氣資料連接，不過在未來，它們可能使用光連接以變得更快與更小。光子晶體（Photonic crystals）對此目的而言是理想的工具，因為它們能在奈米尺度上引導與曲折光線。迄今，研究者未能一窺光子晶體內部以測量光強度如何分佈。直到來自荷蘭 Twente 大學 MESA+ Institute 的研究團隊開發出一種方法，能測光在量光子晶體內的強度分佈。

近年來的研究發現在自然界有很多的顏色是沒有色素參予的，像是金龜子甲殼，蝴蝶翅膀，鳥類的羽毛等。這些物體的色彩都是因為在微小的尺度上有有規則的結構排列，形成所謂的光子晶體，因為有規則性空間結構能反射特定波長的光，而產生顏色。

科學家首次利用光子晶體製作出三維的光導，並且讓光可以在三度空間中垂直轉彎。 光子晶體就是有高低折射率規則交錯分布的一種材料。這種高低折射率交錯分布的結構使光子晶體產生光子能隙(photonic bandgap)，讓部分頻率的光無法在光子晶體裡面傳播，其他則可以通過。科學家利用光子晶體的這個性質來做光導，也就是利用光子晶體把特定波長的光限制在某個區域或路徑中。這種光導可以用在光通訊上傳遞光訊號或作為雷射的共振腔。