La contribution des Arabes en optique est fondamentale surtout grâce aux travaux de al-Kindî (IIIe H. / IXe ap. J.-C.) et ibn al-Haytham (IVe-Ve H. / Xe-XIe ap. J.-C.), l’auteur le plus étudié en Occident où il est connu sous le nom d’Alhazen. Ibn al-Haytham marque deux grands tournants : l’un, conceptuel , dans l’histoire de la lumière, l’autre par l’introduction en sciences de la méthode expérimentale.

Les philosophes antiques ne se sont jamais intéressés à l’étude de la lumière : ils se sont penchés sur la seule vision. Ils envisageaient celle-ci sans considérer l’œil, en la faisant se produire à l’extérieur du corps. Trois écoles principales s’opposaient. Les atomistes, pour qui les corps sont composés d’atomes, pensaient que les émanations des objets (appelées eidola, membranes ou écorces) allaient à la rencontre d’effluves venant de l’œil. Pour les pythagoriciens et Euclide, c’est l’œil qui envoyait un “ feu de la vue ”, qui se propageait jusqu’aux objets : ceux-ci étaient vus lorsqu’ils étaient eux-même éclatants. Aristote pensait qu’une partie de l’Elément des cieux, “ l’éther ” était présent dans tous les corps et produisait les couleurs lorsqu’il était activé à la fois par une source lumineuse et par l’œil.

Des premiers enrichissements sont apportés à l’optique par Euclide (300 av. J.-C.), qui géométrise le trajet des rayons visuels, par Ptolémée (150 ap. J.-C.) qui mesure avec précision les réfractions, par Galien qui étudie la structure de l’œil, ce qui va permettre de connaître son fonctionnement, ses maladies, etc.

Al-Kindî ( IIIe H. / IXe ap. J.-C.), en étudiant les “ miroirs ardents ”, est le premier à s’intéresser à la nature physique de la lumière (lien pop up vers schéma lumière), à en faire quelque chose de matériel. Á sa suite, Ibn al-Haytham estime que la lumière possède une existence propre, qu’elle est étrangère à l’individu qui la reçoit. Pour le démontrer, il fonde la méthode expérimentale et décrit de nombreuses expériences qu’il mène rationnellement dans un ordre progressif. Essayons de reconstituer la démarche :
« Lorsque nous regardons le Soleil ou son image formée sur un miroir, la lumière blesse nos yeux et fait souffrir. Après avoir observé un objet très éblouissant, l’œil est aveuglé et ne reprend que peu à peu la faculté de voir. Comment une lumière allant de l’œil à l’objet pourrait produire ces effets, cette douleur ? »

Ceci prouve, pour ibn al-Haytham, que nous voyons la lumière ; celle-ci a une existence propre indépendante des corps lumineux. Elle se propage en ligne droite dans l’espace vide, se réfléchit, se réfracte, comme un mobile le fait en heurtant les corps, selon les lois du mouvement.
Il reste cependant à trouver un mécanisme de la vision qui puisse justifier tous les effets observés. C’est ce que s’emploie à faire ibn al-Haytham :
« La vision se fait par des rayons venant de l’objet à l’œil. Quand l’œil est placé face à un objet illuminé, il arrive de la lumière à sa surface extérieure…Nous devons en conclure que l’œil ne peut sentir l’objet vu que par l’intermédiaire de la lumière que celui-ci lui envoie. »

Pour expliquer comment la lumière peut nous apporter la forme de l’objet, l’auteur a l’idée de partir de la connaissance de la structure de l’organe récepteur de l’œil. Après Galien, ibn al-Haytham sait que celui-ci est constitué de tuniques concentriques et croit que le cristallin est au centre. Il peut alors proposer une théorie de la formation des images : la lumière et les couleurs se propagent de chaque point de l’objet jusqu’à l’œil de manière régulière le long des rayons. Ces rayons entrent dans les différentes tuniques et s’y réfractent. Ils provoquent la formation d’une image dont chaque point correspond à ceux de l’objet.

Les travaux d’ibn al-Haytham traduits en Occident, servirent de base à l’optique du monde latin ( R. Grossetête, Albert le grand, Roger Bacon, Witelo ). Au VIIe H. / XIIIe siècle ap. J.-C., ibn al-Haytham est cité dans le premier roman en langue “ vulgaire ”, Le Roman de la rose, écrit par Guillaume de Lorris et Jean de Meung.

Au début du IIIe H. / IXe siècle ap. J.-C., sont publiés des écrits relatifs à deux domaines d’optique appliquée : les dispositifs d’optique incendiaire avec le système des “ miroirs ardents ” et l’optique d’agrément, très en vogue chez les califes.

La construction des “ miroirs ardents ” (miroirs sphériques concaves) encouragea la recherche en optique avec un travail expérimental sur la réflexion de la lumière, sa réfraction et sur la géométrie de sa propagation.

Ibn Sahl, un savant du IVe H. / Xe siècle ap. J.-C., est le premier à avoir étudié l’embrasement par réfraction dans une lentille de verre et à avoir représenté correctement sur un graphique la relation liant les angles d’incidences et de réfractions. Son traité, qui nous est parvenu incomplet, étudie les processus d’embrasement à distance à partir d’une source lumineuse qui se réfléchit sur un miroir ardent ou qui se réfracte à travers un corps en verre.

Abû al-Wafâ (IVe H. / Xe ap. J.-C.) énonce les procédés de construction d’un miroir ardent à partir d’une parabole. Les dispositifs d’optique incendiaire ont fait l’objet de plusieurs études. Le premier texte arabe connu ayant traité des miroirs ardents est le Livre sur les miroirs ardents de Qustâ ibn Lûqâ (IIIe H. / IXe ap. J.-C.).