La photonique constitue un axe de recherche fort au C2N, avec environ 180 chercheurs (incluant doctorants et post-doctorants) et dont 48 permanents (chercheurs CNRS, Université Paris-Saclay et professeurs assistants de l'Université de Paris). Au niveau européen, le C2N est l'un des acteurs majeurs dans le domaine de la photonique.
Le département photonique du C2N englobe un large éventail de sujets de recherche couvrant le continuum de la recherche fondamentale au développement de dispositifs photoniques innovants. L'interaction lumière-matière, le confinement ultime de la lumière à l'échelle nanométrique, l'intégration photonique, l'optoélectronique, l'optique non linéaire et quantique sont au cœur des recherches développées dans le département. Ces activités bénéficient d'une synergie étroite avec les équipements technologiques de premier rang disponibles au C2N. Ils couvrent un large éventail d'applications, y compris l'ingénierie quantique, l'information quantique, les communications et interconnexions optiques, le traitement du signal optique, le photovoltaïque, les sources lumineuses et les photodétecteurs et sont liés aux défis sociétaux cruciaux dans les domaines de l'énergie, de l'information et de la communication, de la sécurité, de l'aérospatiale, de la santé et automobile.