在第1章中，我介紹了光可以被視為粒子流，為方便起見，將其記為“光子”。事實證明，光子是真實的粒子，它可以被產生、研究、測量、儲存與使用。盡管從某種意義上來說，光子用最簡單的方式描述了光，但是製造單個光子卻並不簡單。大多數光源產生不同種類的光，其中包含的光子數量是不固定的。
例如，一個燈泡會產生一股向任意方向發射的光子流。如果你從某個方向觀察燈泡發出的光，然後僅觀察一小段時間——你也可以把這稱為一個時間間隙——那麽你可以數出在這段時間內發射出的光子數。但是，如果你把這個實驗重複幾次，你會發現每次數出來的光子數量都是隨機的，有的時候多，有的時候少。光子的平均數量其實是固定的，隻取決於燈泡的亮度。但是你卻永遠無法肯定，在給定的時間內，能從光束中測量出多少個光子。這就是“經典光”的特征之一，即光可以完全用波來描述。
激光也是這樣。激光脈衝中包含的平均光子數可以很多，但對於任何給定的脈衝，實際測得的光子數都將大於或小於平均數。一個脈衝中光子數的變動範圍近似於平均光子數的平方根。而每個脈衝中的光子數的變動與所有脈衝中平均光子數的比，被稱為相對“噪聲”，所以該“噪聲”將隨著平均光子數的增加而減小。
激光束有固有的強度噪聲。這就限製了利用激光得到的圖像質量。激光強度的波動意味著不能精確探測圖像中兩點間的距離。事實上，用低強度光獲取的圖像是非常不精確的，因為低強度光中的平均光子數很小(所以噪聲大，導致物體很難被看清)，而且光子數在幀與幀之間的變化很大。獲得精確結果的唯一方法是延長成像時間，從而增加到達目標物體的光子數量，再從中求取平均結果。平均信號可以降低相對強度噪聲，從而得到分辨率更高的圖像。其精度與所用光子數的平方根成正比。因為經典光束無法超越這一精度，所以該精度被稱為“標準量子極限”。