3）光信息存储技术
随着现今科学技术的的不断迅猛发展，对信息进行存储、搬运、处理的需要也与日俱增。数据的容量不断大幅猛增，对搬运过程中的安全性的日加重视，以及要求更快速地进行信息存储和读取，这些事实对于信息存储技术的发展提出了很高的要求。以往的传统存储方式，如书籍、磁盘、磁带，已经无法满足人们的需要。随着20世纪40年代末提出全息术，50年代光学传递函数的产生，60年代激光器的发明，新的存储方式——光学存储日渐成为现今主流的存储方式。光存储的历史最早可追溯到1961年，美国斯坦福大学率先从事光学技术承载视频/声音信号的可行性研究，荷兰飞利浦（Philips）公司在60年代末开始进行激光束记录和重放多媒体信息的研究，并于1972年获得了成功。1978年，飞利浦公司成功推出激光视盘（Laser Vision Disc，LD）系统，由此揭开光存储技术的序幕。1982年，飞利浦与索尼联手推出CD-DA激光唱盘的红皮书（Red Book）标准。与LD系统不同，CD-DA激光唱盘引入了数字化处理技术，其工作原理与现在的光存储设备完全一样，可以说是数字光盘时代的开创者。1985年，飞利浦与索尼联手推出针对计算机数据承载的CD-ROM标准黄皮书（Yellow Book）。
CD-ROM可满足软件、游戏和多媒体数据的发行需要，而计算机用户只能被动接收并在光驱上读取，但不可能将电脑中的数据写入到光盘中，这样的“光存储技术”显然是不完善的。CD-R标准解决了这个问题，它允许用户将数据自行写入到专门的CD-R光盘，实现真正的“数据存储”。不管是CD-R还是CD-RW，都必须借助专门的刻录软件才能够写入数据，加上多数刻录软件的用户界面并不直观，安装设置也比较为烦琐，方便性根本无法同操作硬盘相比。为此，1996年ISO国际标准化组织旗下的OSTA（光学存储技术协会）制定出“CD-UDF”通用磁盘格式，只要对每一种操作系统开发相应的驱动软件，便可以使操作系统直接将CD-RW驱动器当作一个逻辑分驱，数据可以通过操作系统的复制、粘贴、剪切命令或拖曳移动的方式直接写入。到此为止，光盘刻录技术才算是真正进入了“现代化”。为了扩大光盘的存储容量，先锋公司从1991年开始投入DVD的开发，在1994年推出单面2.1GB的盘片并且推广到Karaoke市场。1995年年末，与索尼与飞利浦共同组成DVDconsortium，开始正式的DVD规格的制定。1996年8月开始贩售DVDVideo，1997年分别推出3.95GB的DVD-R与2.6GB的DVD-RAM，1999年推出4.7GB的DVD-RW与DVD-RAM，2000年推出4.7GB的DVD-R规格。为满足各大存储量的要求，以索尼集团为首开始策划及研发蓝光光碟，2003年国际蓝光光盘标准的统一，使单盘存储量可达50GB。同线全息技术（Polarized Collinear Holography）于2004年8月23日正式发布，容量高达200GB，其最终的发展目标则是存储1TB的容量，2009年，GE全球研发中心宣布其成功开发了一种新型微型全息储存材料光盘，这种普通CD尺寸的全息光盘，容量可以达到500GB。
4）光信息的处理技术
光学信息处理是一个广泛的领域，是现代信息处理技术中一个重要的组成部分。所谓光学信息，是指光的强度（或振幅）、相位、颜色（波长）和偏振态等。光学信息处理是基于光学频谱分析，利用傅里叶变换技术，通过空域或频域调制，借助空间滤波技术对光学信息进行处理的过程，较多用于对二维图像的处理；用光学方法对信息进行进行处理，如实现各种变换和运算也属于光信息处理的范畴。从所处理的系统是否满足线性条件，可分为线性处理技术和非线性处理技术。从使用的光源相干性可分为相干光处理技术、非相干光处理技术和白光处理技术。
光学信息处理是古老又崭新的技术。早在1859年佛科（Foucault）在实验中除去直接透射光，而保留散射光或衍射光，建立了刀口检验技术。通常认为德国科学家阿贝（E.Abbe，1840-1905年）的工作是光学信息处理的开端。在1873年，阿贝提出了二次成像理论及其相应的实验，为光学信息处理打下了一定的理论基础，是空间滤波与光学信息处理的先导。1935年，物理学家策尼克（F.Zernike，1888-1966年）发明了相衬显微镜，将相位分布转化为强度分布，成功地育接观察到微小的相位物体——细菌，用光学方法实现了图像处理。1946年，法国科学家杜费（P.M.Duffieux，1891-1979年）把光学成像系统看作线性滤波器，用傅里叶方法成功地分析了成像过程，发表了他的名着《傅里叶变换及其在光学中的应用》。稍后，艾里斯（P．Elias）等人的经典论文《光学与通信理论》、《光学处理的傅里叶方法》及奥尼尔（E.L.O.Neil）的论文《光学中的空间滤波》相继发表，为光学信息处理提供了有力的数学工具，并为光学与通信科学的结合奠定了基础。麦尔查（A.Marecha）等利用相干光空间滤波改善照片的质量。1963年，范德拉格特（A.VanderLugt）提出了复数空间滤波的概念，使光学信息处理进入了一个广泛应用的新阶段。20世纪60年代激光器的诞生和激光技术的发展，为光学信息处理提供了强有力的手段，从而使信息光学进入了一个高速发展的时期。卡充纳（Cutrona）等对综合孔径雷达收集的数据用光学方法处理得到了高分辨率的地形图。1965年，罗曼（A.W.Lohmann）和布劳恩（Brown）用计算机技术控制绘图仪制作空间滤波器，在特征识别方面得到重要的应用。到20世纪50年代末和60年代初，通信学家认识到空间滤波系统可以有效地应用于更普遍的数据处理问题，相干滤波在雷达信号处理领域得到了特别的应用，应用最成功的一例是处理合成孔径雷达系统所收集的数据。从20世纪60年代开始，相干处理技术已应用于相差极远的许多领域，如傅里叶光谱学、地震波分析等。激光提供了极好的相干光源，使相干光学信息处理得到了很好的发展，到20世纪70年代，人们发现相干噪声，随后发展了非相干光处理和白光处理技术。
20世纪80年代以后，随着高新技术的蓬勃兴起，人类进入了一个“信息爆炸时代”，要求对超大量信息具有快速处理的能力。光以其速度快、抗干扰能力强、可大量并行处理等特点使科学家开始研究以光子代替电子作为载体进行信息采集、传输、存储和处理，运用光学方法实现神经网络功能等光计算和光神经网络技术，采用各种光学手段，如全息技术、相位共轭反射技术、光学双稳态器件、液晶空间光调制器、光折变晶体、光纤、微通道板空间光调制器等构成的系统，实现光学图像识别、联想记忆等功能，为信息处理带来了新的解决方法。
5）光信息显示技术
光信息显示技术是指利用光电子技术提供变换灵活的视觉信息的技术，在这里主要指字符、图形和图像信息的平面显示技术，客观世界的三维显示技术，以及光谱技术。
显示技术的任务是根据人的心理和生理特点，采用适当的方法改变光的强弱、光的波长（颜色）和光的其他特征，组成不同形式的视觉信息。
1897年德国人K.F.布劳恩发明阴极射线管，用于测量仪器上显示快速变化的电信号，第二次世界大战期间，又被用来显示雷达信号。战后，电视技术的发展成为显示技术发展的重要基础。20世纪50年代初期，电子束管开始用于计算机的输出显示，同期制成了电致发光显示器件，探索交直流粉末型和交直流薄膜等显示技术，并逐步提高了亮度和发光效率。60年代制成液晶显示器件。这一时期还出现了等离子体显示和发光二极管显示，并对电致变色显示和电泳显示等进行了研究。激光器出现以后，激光在显示上的应用受到重视，产生了全息显示。为了军事指挥中心的需要，研制出多种大屏幕显示设备。70年代初期，微型计算机的出现和大规模集成电路技术的发展，使显示设备的处理部件得到重大改进，以电子束管为基础的图形、图像、彩色显示设备得到广泛的应用。进入21世纪以后，液晶显示技术（LCD）、等离子体显示技术（RDP）和发光二极管显示技术（LED）等平板显示技术有了较快的发展，已经取代CRT成为计算机、家用视听产品的主要显示方式。近年来，以电致发光有机材料（OLED）作为显示器的技术得到了迅速发展，但仍需要在发光亮度、量子效率、稳定性和耐用性、膜层减薄及寻找蓝色和纯色发光材料方面不断提高和改进。
显示技术领域长期以来存在大色域色彩再现的难题，目前的显示技术与设备均未突破NTSC制式的色彩空间，其色域空间仅能覆盖人眼所能识别的色彩空间的33%，难以真实还原自然色彩。以红、绿、蓝（RGB）三基色激光为光源的激光显示技术，可以最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，覆盖人眼所能识别的色彩空间的90%，因此激光显示被称为“人类视觉史上的革命”，被称为是继黑白显示、彩色显示、数字显示之后的第四代显示技术。激光显示技术的研究与发展可分为4个阶段：概念阶段、研发阶段、产业化前期阶段和规模产业化阶段。激光显示概念在20世纪60年代出现，世界各国的科学家都尝试将激光技术运用于显示光源的研究。20世纪90年代，全固态激光器关键材料的研制成功，大大推动了激光显示技术研究。2003年，激光显示技术研究获得历史性突破——通过RGB三基色可见光激光器成功混合成白光，并推出一系列工程样机。2005-2010年，世界各国相继推出了激光投影、激光电视等原理样机，激光显示产业进入产业化前期。
现实世界是三维立体世界，而传统显示技术和器件只能显示二维信息，不能给人以深度感觉，使人们对真实世界的感知产生很大的局限性。为了使显示的场景和物体具有深度感觉（也就是3D），人们在各方面进行了尝试。3D显示技术的研究经历了十几年的发展，取得了十分丰硕的成果，从各种手执式观测器、3D立体眼镜、头盔显示器，到现在最新的不需要眼镜的3D显示器，有用棱镜的、透镜的、光栅的、电子开关的等很多成果。
3D显示技术从原理上可以分为全息三维显示技术和非全息三维显示技术。全息三维显示技术是利用光的干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。其发展可从1948年全息术的提出开始，在此不再赘述。早期研究以静态图像的三维记录与显示为主，当前以动态三维显示为主。全息投影技术是最具代表性的全息三维显示技术。2010年3月9日晚间世嘉公司举办了虚拟偶像“初音未来”演唱会。“初音未来”是世界上第一个使用全息投影技术举办演唱会的虚拟偶像，所以演唱会也完全使用全息影像技术来完成，这在全球是首次。此举可以看作是人类影像娱乐历史的一次飞跃。
在非全息三维显示技术方面，在五千多年前的古埃及，人们就已经有了对三维成像技术的追求。当时对人物形象的画法造型，大部分都把脸表达成侧面的姿态，而眼睛和躯体的位置都是正面的，整个人物从头到脚有两次90°的转向。真人或站或坐都无法保持这种姿势，但这种奇特的造型却可使人物具有立体感和厚重感。16世纪，人们开始用不同的颜色为左右眼分别绘制有一定差异的图像，然后通过滤光镜来观察，产生立体视觉的效果。17世纪末18世纪初研制了“立体镜”，它为每只眼睛提供独立的视觉通道，立体感非常强烈，这种“立体镜”至今仍然是观察立体图像的一种有效手段。19世纪末电影发明后，科学家尝试用电影来表现运动的立体视觉图像，观众通过配戴偏振光眼镜观察运动的立体图像。20世纪70年代末，由于光开关新材料的应用，时分式立体显示技术出现。20世纪90年代以来，立体显示技术的研究集中于平板显示器的裸眼立体显示技术。目前，3D显示技术已经开始普及化应用并已进入家庭市场，3D信息产业（包括3D电影、3D游戏及虚拟现实等）正在逐步形成，立体交互显示技术正在不断完善。伴随着计算机整体性能和图像处理性能的不断提高，3D显示技术和设备将在人们日常生活中起着越来越重要的作用。
