西北大学光学科研与教学，早在20世纪三十年代，就在居里夫人的学生岳劼恒教授领导下开展，光学专业1952年招生41人，1956年设立光学硕士学位授权点，同年开始招收研究生，是我国高校本科、硕士招生最早的单位之一；先后培养出大量科研与工程技术人才，如我国瞬态光学首席科学家中科院院士侯洵、工程院院士张彦仲、中科院院士张殿琳、刘加平等6名院士。我国第一台彩色电视摄像机光学系统总设计师李复新，光学设计室主任徐平升；中国北斗卫星系统激光测距仪研制主持人李港；国家气象卫星中心卫星气象研究所所长张鹏；华中科技大学光电研究院院长刘劲松；我国几个光机所和一些大的光学、光电子企业的研究设计骨干和国家重点科技项目的主持，都布满了西北大学物理学院光学专业毕业生的足迹。
    2010年，光学工程一级硕士授权点的获批，标志着西北大学光学学科在光电子学与激光技术方面有了长足发展。2010年，“省部共建光电技术与功能材料国家重点实验室培育基地” 获科技部批准，2012、2014年两次被科技部评为“优秀省部共建国家重点实验室培育基地”。2013年，乔学光教授的“地震波勘探光纤测井仪器关键技术研究”项目获得西北大学物理学科首个“国家自然科学基金”仪器专项资助，同年，“国家级光电技术与纳米功能材料国际联合研究中心”获科技部批准，是西北大学首个国家级国际联合研究中心。2015年5月，中心加入科技部国际合作司倡议的“光电产业国家国际科技合作基地联盟”。

    以侯洵院士、白晋涛教授为首的科研团队在新型激光器件的关键技术研发和产业化开发方面，成功研发了30余种大功率全固态激光器，可广泛应用于激光医疗、激光显示、工业精密加工、能源勘探等我国重要支柱产业。是目前国内唯一一家能够开发具有自主知识产权的200瓦级大功率全固态绿光激光器产品的单位，该项技术打破了国际技术封锁和产品垄断，成为治疗前列腺增生手术的“黄金标准”。开发成功的大功率全固态绿光激光器已被四部委列为“国家重点新产品”，中央电视台和科技日报对该成果都给与了及时报道。相关技术成果通过与企业联合，现已部分实现了产业化，不但产生了显著的社会经济效益，而且有力地推动了学校和企业走上了产、学、研相结合的道路。
    以乔学光教授为首的科研团队在光电传感测井技术、油气管线监测关键技术的研究成果处于国内领先、国际先进水平。在国内率先将光纤光栅传感器应用于油气井下压力温度测试和长距离油气传输管线安全监测，已经进行了光纤光栅压力温度传感器系统在油气田生产测井和油气管线中的模拟应用，提出了光纤光栅传感器应用在压力梯度测井和井温测井中的研究方案，这在国内外测井学科中是原创性的研究。所提出的采用光纤光栅传感系统检测油气管线中腐蚀裂缝状况的技术，在国内外管道检测领域尚属首创，可以解决油气井的油气管线检测、油藏动态参数监测和流动成像测井与流体成分测量等技术难题。近年来，成功开发出60余种具有自主知识产权的不同性能及用途的光纤光栅传感器，广泛应用于油田在线监测，多项技术和产品填补了国内空白。
    光学工程专业既展现了西北大学物理学院扎实的理论基础，又发挥了其在光电子器件与技术研发生产上的优势，可为学生提供很好的实践平台。依托已有实践基地的建设，我们已初步建立起产学研合作的长效机制，搭建了从事基础光电子技术研究和实践的平台，常规性地开展专项课题研究，加强了产学研的紧密结合，为光学工程行业培养了具备扎实光学知识和技能的复合创新型人才。