Mit erheblichen Vorteilen in Bezug auf Geschwindigkeit, Bandbreite und Energieeinsparung hat sich die optische Datenverarbeitung als möglicher Ersatz für die herkömmliche elektrische Datenverarbeitung herauskristallisiert. Die Konzepte der Lichtmanipulation, die in optischen Rechensystemen verwendeten Komponenten und verschiedene Berechnungsmodelle werden in diesem Kapitel über die Grundlagen des optischen Rechnens behandelt. Die Optik wird schon seit langem in der Informatik eingesetzt, allerdings lag und liegt der Schwerpunkt auf der Verbindung von Computerkomponenten, der Kommunikation oder grundsätzlich in Systemen, die eine optische Funktion oder Eigenschaft aufweisen (optische Mustererkennung usw.). Obwohl optische Digitalcomputer noch in den Kinderschuhen stecken, werden in diesem Papier eine Reihe früherer Entwicklungen erörtert, die eines Tages zu echten optischen Computern führen könnten, darunter optische Logikgatter, optische Schalter, neuronale Netze und räumliche Lichtmodulatoren. Komplexere photonische Geräte und Systeme können mit Hilfe leistungsfähiger handelsüblicher Computer präzise simuliert und gebaut werden.