激光信息处理可以实现并行运算，如傅里叶变换、匹配滤波、图像边缘提取、卷积运算等功能。

激光空间信息处理较为成功的应用是合成孔径激光成像雷达的光学图像重构。典型激光空间信息处理系统的构成如图所示。首先将信息通过液晶空间光调制器、光折变晶体、电光晶体等器件加载进去，然后采用激光照明，经过光信息处理系统，实现傅里叶变换、匹配滤波、边缘提取等处理过程，最终通过全息显示、激光扫描、激光投影显示技术呈现出来。

典型激光空间信息处理系统的构成

激光时间信息处理技术与激光空间信息处理技术不同，主要是利用激光的非线性效应的高速特性，应用较为广泛的是超高速激光通信中的信息处理。为了满足拍比特级光交换网络的需求（包括高传输容量、可变传输比特率、不同调制方法、不同复用和解复用形式等），同时保障数据的安全可靠、高速多维（包括扩波长-信道、多偏振态），激光时间信息处理是重要的技术之一。其典型应用包括：①码型变换。常见的全光码型变换包括基于时钟信号和原不归零（NRZ）信号发生交叉增益调制，从而实现不归零-归零（NRZ-RZ）码型变换，但会造成极性反转；基于交叉相位调制效应的NRZ-RZ码型变换；基于四波混频的差分正交相移键控-差分相移键控（DQPSK-DPSK）码型变换。②光逻辑。采用光控制的方式来实现布尔运算，如与、或、异或等。光逻辑不仅可应用在再生、波长转换、全光解/复用等功能实现中，而且可用在光数据包交换中，实现包头识别、全光路由等功能。③全光波长再生技术。电域的信号再生不适用于超高速光网络，全光波长再生利用非线性效应可以成功克服电域中速率瓶颈限制。需要再生的信号光经过掺铒光纤放大器后，通过低通滤波器滤除自发辐射噪声，再加上一些列处理，利用光线中的自相位调制效应实现全光波长再生。④全光波长变换。波长变换是光网络中的关键技术之一，可以实现信号质量的优化，也可以实现信号的交换，利用了光的交叉相位调制效应。