一、光電基礎科學研究
自本系光電所創立以來，光電科學研究一直是本系發展光電科技如氣體雷射、面射型半導體雷射、全像術與光訊處理、液晶、磁光儲存、光固子通訊、飛秒雷射與兆赫輻射科技等的重要推手。近年來本系光電科學研究朝向更前瞻領域發展，如量子資訊、以先進光電技術操控光子與材料交互作用、產生同調光場與兆赫輻射和材料生醫診斷之應用等。左圖所示為利用先進雷射科技產生兆赫重複率之埃秒雷射脈衝的成果。
二、尖端光通訊科技發展
二十一世紀是高度資訊化社會，無所不在的資訊流動將是人類生活的主要部份。光載微波通信技術是適合未來寬頻行動通訊的主要技術平台(左圖)。本系光通訊科技研究著重擷取網路相關的前瞻技術發展，最近成果包括相當受矚目之低成本，長至一百公里傳輸距離之被動式光網路技術、和高達60GHz且信號品質世界第一的光載微波通信技術等。結合同調兆赫輻射光電基礎研究，未來本系光載微波通信技術研發將推向兆赫波段，以因應無所不在的寬頻行動通訊需求。
二無所不在的大量資訊流動將帶動高密度資訊儲存與高畫質3D顯示之需求。本系光資訊儲存與顯示科技研究已多次榮獲SID最佳學生論文獎。最近重要研發成果包括大於藍光DVD 10倍以上，儲存容量達420GB/disk，儲存速度117Mb/sec技術指標領先全世界之高分子材料3D全像儲存技術(左圖)、和節省材料與低耗電量之「版畫型色序法TFT-LCD」高畫質顯示技術等。實現「版畫型色序法TFT-LCD」顯示所發展的相關前瞻技術包括新型快速響應OCB液晶元件、緊緻型LED背光模組、人類視覺模型與影像驅動演算法與高效率OLED等，都可作為未來3D顯示技術之基礎，使平面薄型化顯示器畫面不再只是平面，而能顯示高畫質立體影像。
由於環境衝擊與維持經濟發展需求，未來人類面臨的最迫切問題無疑是能源。本系光電子研究群研發高能源效率之能源光電科技從節能與綠色能源兩方面來解決此問題。最近重要研發成果包括以奈米科技實現高亮度LED，以應用於節能之固態照明。此外電注入藍光面射型雷射也達領先世界之技術指標(左圖)。未來將以此為基礎，發展新能源光電科技。
五、太陽能科技發展
因應未來石油、天然汽等儲量減少所帶來的能源需求，太陽光電成為在各種潔淨再生能源技術中，最具潛力及可行性的發電技術；而在多樣化太陽能電池技術裡，矽基薄膜太陽能電池具有矽含量豐富、低耗能製程、低毒性、成本相對低廉、製造設備成熟以及可大面積製造等優點；此外，有機薄膜太陽能電池適合製作於軟性基板，具有提供不規則曲面的優點。未來研究將持續開發高效率的無機及有機薄膜太陽能電池，其中包含了開發新穎材料、結構整合、薄膜品質優化、元件內各介面的處理以及考量光學與電性之平衡。
由於環境衝擊與維持經濟發展需求，未來人類面臨的最迫切問題無疑是能源。本系光電子研究群研發高能源效率之能源光電科技從節能與綠色能源兩方面來解決此問題。最近重要研發成果包括以奈米科技實現高亮度LED，以應用於節能之固態照明。此外電注入藍光面射型雷射也達領先世界之技術指標(左圖)。未來將以此為基礎，發展新能源光電科技。
五、太陽能科技發展
因應未來石油、天然汽等儲量減少所帶來的能源需求，太陽光電成為在各種潔淨再生能源技術中，最具潛力及可行性的發電技術；而在多樣化太陽能電池技術裡，矽基薄膜太陽能電池具有矽含量豐富、低耗能製程、低毒性、成本相對低廉、製造設備成熟以及可大面積製造等優點；此外，有機薄膜太陽能電池適合製作於軟性基板，具有提供不規則曲面的優點。未來研究將持續開發高效率的無機及有機薄膜太陽能電池，其中包含了開發新穎材料、結構整合、薄膜品質優化、元件內各介面的處理以及考量光學與電性之平衡。
六、生醫感測技術
近年來，台灣在生物科技產業蓬勃發展，生醫相關研究從藥物、手術技術、新型設備到醫材與檢測等，所包含的領域相當廣泛。交通大學本身即具有豐富研究資源，光電系更擁有紮實的光學或電子學等基礎，特別是在生醫感測的研究，可將生物醫學與本系不同領域的學者，凝聚在同一個研究環境，建立最佳合作模式，最近重要研發成果包括以有機薄膜電晶體、新形垂直薄膜電晶體及多晶矽奈米線電晶體元件，實現高靈敏度之氨氣感測，以應用於肝病重症患者之居家照護。未來也將以此為基礎，開發不同的生物感測晶片。
