和傅立叶变换在线形材料中都是非常实现的（傅立叶变换可以简单的通过透镜来实现）。这样就使得在某些应用中，设备可以使用光学方法对图像进行比较。目前的研究中，人们正在积极寻找一些新型的非线性光学材料。最常见的材料就是光折变晶体，还有半导体、半导体异质（如量子阱）、原子蒸汽和气体、等离子体，甚至是能够产生全息图像的液体。一个非常可能得到重要应用的研究是光学相位共轭。它可以通过让光线再次穿过具有共轭相位的介质来移除光线在穿过致像差介质时产生的波前失真。在自由空间光通信中，这个技术可以用于补偿大气干扰（这是造成