Da die Möglichkeiten des Lasers noch lange nicht ausgeschöpft sind, wird das 21. Jahrhundert auch als das Jahrhundert des Photons und damit als das des kleinsten Lichtteilchens bezeichnet. In der Grundlagenforschung gibt das Laserlicht z. B. in Form von Ultra-Kurzlichtpulsen immer mehr Aufschluss über die Vorgänge innerhalb eines Atoms, wie etwa die unfassbar schnelle Geschwindigkeit von Elektronen.

Im Bereich der laserbasierten Medizin forscht man an neuen Verfahren zur Früherkennung und Behandlung von Krebs. Indem Forscher Blutproben mit ultrakurzen Laserlichtblitzen durchleuchten, erstellen sie einen „molekularen Fingerabdruck“ von sogenannten Metaboliten. Das sind organische Verbindungen, die beim Zellwachstum entstehen. Die Metaboliten von Krebszellen unterscheiden sich von denen gesunder Zellen. Laserpulse interagieren mit den Atomen in jedem Molekül der Blutprobe und werden auf charakteristische Weise wieder abgestrahlt. Diese Abstrahlung definiert welche und wie viele Moleküle einer bestimmten Art sich in der Probe befinden. Damit könnten eines Tages Krebskrankheiten schon im frühesten Anfangsstadium erkannt werden.