Fotoonika teema hõlmab valguse tehnilisi rakendusi. Fotoonika mängib olulist rolli lugematute toodete, näiteks vöötkoodiskannerite, telerite kaugjuhtimispultide ja lasernivelleerimisseadmete tootmisel. Fotoonikainsener teeb fotoonikaga tihedat koostööd valguse genereerimise, edastamise, võimendamise ja tuvastamise kontseptsioonide osas.
Paljud ajaloo leiutajad on fotoonika valdkonda uurinud. Laserite – fotoonikaseadmete, mis genereerivad valgust enamikus fiiberoptilistes süsteemides – leiutamine tähistas sisuliselt laialdase huvi algust fotoonika vastu 1960. aastate alguses, samas kui laserdioodid edendasid fotoonika leiutisi 1970. aastate jooksul. Teavet edastavad optilised kiud, mis moodustavad Interneti infrastruktuuri, muutsid kahekümnenda sajandi lõpus telekommunikatsioonitööstuses revolutsiooni. Fotoonikainsenerid on olnud nende tehnoloogiate väljatöötamise ja rakendamise peamised uurijad.
Kiudoptika tehnoloogia hõlmab valguse ja teabe edastamist läbi õhukeste klaaskiudude; fiiberoptika abil saab kiiresti edastada palju teavet. Paljud fotoonikainsenerid töötavad koos fiiberoptika tootjatega, kuna need süsteemid on kogu maailmas nii laialt levinud. Suurimad fotoonikainseneride tööandjad on suuremahulised telekommunikatsiooniettevõtted ja fiiberoptikat tootvad ettevõtted. Teatud fotoonikainsenere kasutatakse rangelt optilise kiu puhtuse täpsustamiseks, kuna ebapuhtad optilised kiud võivad olla väga ebaefektiivsed ja põhjustada energiakadu.
Fotoonikainseneri võib tööle võtta ettevõte, mis projekteerib või katsetab fotoonikakomponente ja -süsteeme. Need insenerid võivad vastutada ka optiliste kujutiste toodete ja signaalitöötlustehnoloogiate väljatöötamise ning fotoonikasüsteemide toimivuse analüüsimise eest. Paljud fotoonikainsenerid töötavad välja ja viivad läbi katseid, et optimeerida praegusi fotoonikasüsteeme ning viia läbi uuringuid uuemate ja arenenumate fotoonikatehnoloogiate kohta tulevaste rakenduste jaoks.
Fotoonikainsenerid kasutavad regulaarselt mitmeid tööriistu. Fotoonikainseneril võib olla vaja teha tihedat koostööd erinevat tüüpi laseritega, nagu häälestatavad dioodlaserid, häälestatavad värvilaserid ja argoonioonlaserid. Fotoonikainsenerid kasutavad sageli nii elektronmikroskoope kui ka mitut erinevat tüüpi fluorestsentsmikroskoope, sealhulgas dekonvolutsiooniga fluorestsentsmikroskoope, konfokaalseid mikroskoope ja täieliku sisepeegelduse fluorestsentsmikroskoope. Teised tööriistad, mida keskmine fotoonikainsener sageli kasutavad, hõlmavad lainepikkuse mõõtjaid, optilisi spektrianalüsaatoreid ja digitaalseid salvestusostsilloskoope.
Fotoonikainseneride väljatöötatud seadmed mängivad olulist rolli mitmes suuremas tööstuses. Laserkauguse määramise ja lasernivelleerimise seadmeid võib leida peaaegu igal ehitusplatsil. Meditsiinitööstuses kasutatakse lasereid kirurgiliste endoskoopiaprotseduuride ja silma laseroperatsioonide tegemiseks, mis on ette nähtud halva nägemise korrigeerimiseks. Paljud tööstusliku töötleva tööstuse ettevõtted kasutavad lasereid täppispuurimise, lõikamise ja keevitamise rakendustes.