数十年来，光一直被用于解析物质的分子结构。样品受到光照射，测量确定其吸收光的波长。由于每个分子都会在其结构决定的非常特定的波长处吸收光，因此产生的吸收光谱如同分子的指纹。然而，对于单个分子而言，该信号微乎其微，且大多难以与噪声区分。