光子器件，如饱和吸收器等，被用作光开关，光学放大器的噪声抑制器，光学限幅器，和用于制造超短激光脉冲的锁模器等。这些设备被广泛地用于光通信，光谱，以及精密外科手术中（如医疗激光）。

具有强烈非线性光电行为的材料常用于光子应用。理想状态下，这些材料应该具有快速的响应时间，能在较宽波长范围内吸收，和低光学损耗的性质。