依托光電所，于1991年由原國家計委批準，利用世界銀行貸款建立，1993年對外開放?，F任學術委員會主任周炳琨院士，實驗室主任羅先剛研究員。 

　　實驗室以推動微細加工光學技術中的關鍵科學和技術實質性進步為目標，以基礎研究服務于國家重大戰略需求為宗旨，瞄準微納光學國際前沿，圍繞電磁波與微納結構相互作用，深入研究微納結構中電磁波的新現象及機理、微細結構產生方法，建成新概念材料、微納結構器件及系統等方面的基礎和應用基礎創新研究、人才培養和科普基地?，F有微納光學及亞波長光學、微納加工技術及裝備、微光學與微系統、高分辨成像及光譜技術四個方向，研究內容包括超衍射光學、超構表面物理、亞波長人工結構材料、微納結構加工技術及裝備、微光學元件及應用、輕量化高分辨成像等。 

　　截至目前，實驗室有在職職工65人。其中，中國工程院院士1人、研究員29人、副研究員24人。承擔包括國家重大科技專項、國家重點研發計劃、國家重大科研儀器研制，國家863、973計劃，國家自然科學基金等項目200余項。2015年獲四川省科技進步特等獎，2016年獲國家技術發明一等獎和中科院杰出科技成就獎。2017年在國家重點實驗室評估中評為優秀。