该实验室于2005年1月1日由科技部认定为国家重点实验室，依托于北京邮电大学，任晓敏教授担任主任。实验室科研队伍实力雄厚，光研院团队主持承担了国家自然科学基金重点项目、973计划、863计划重大项目等国家级项目，发表论著千余篇/部，并获国家科技进步二等奖等多项重要奖项。实验室坚持基础探索与工程技术相辅相成、光子学与光通信“驱”“牵”互动的发展模式，旨在为国家解决本领域重大科技问题，并在国际上占有重要一席之地。

1.核心研究方向与团队：下设三个研究中心，研究方向覆盖非线性光子学、纳米光子学、量子光通信；半导体材料与光子器件；以及宽带光接入、超大容量传输、智能光网络等系统与网络技术，由张晓光、余重秀、陈雪等教授领衔。
2.科研平台建设：构筑了“半导体光电子学与纳异质结构工艺平台”、“光纤光子学与光纤光缆应用研发试验平台”和“光通信系统与网络研究实验平台”三大科学研究实验平台。
3.开放合作与交流：广泛开展国内外学术交流，与多国知名机构进行人员互访与项目合作，建立了“高等学校学科创新引智基地”（111基地）及“阿尔费罗夫中俄联合实验室”。坚持“开放、流动、联合、竞争”方针，设有开放课题，并于2007年首批加入“中关村开放实验室”联盟。