光的传播特性：光在传播过程中具有直线传播、反射、折射、干涉、衍射等特性。例如，利用光的直线传播特性，可以实现图像的成像和传输；利用光的干涉和衍射特性，可以进行图像的处理和分析。
光的调制：通过改变光的强度、相位、频率、偏振等参数来编码信息。比如，利用电光调制器可以将电信号转换为光信号，实现光的强度调制；利用声光调制器可以实现光的相位调制。
光的检测：将光信号转换为电信号，以便进行后续的处理和分析。常用的光检测器有光电二极管、雪崩光电二极管等。
光学运算：利用光学元件和系统实现各种数学运算，如加法、乘法、卷积、傅里叶变换等。例如，利用马赫-曾德干涉仪可以实现光的相位调制和干涉运算，从而实现乘法运算；利用光学卷积系统可以实现图像的卷积运算。