У книзі викладено основи теорії сигналів та їх спектральних представлень із фізичним обґрунтуванням застосування до лінійних оптичних систем. Описано поширення й трансформацію оптичних сигналів у вільному просторі, наведено основи фур’є-оптики, властивості гауссових пучків і поняття дуальності оптичних систем. Розглядаються перетворення Ганкеля, сигнали з обмеженим спектром, випадкові сигнали, дискретні перетворення оптичних сигналів, теорема Котельникова у координатному й частотному просторах, принцип невизначеності. Випадкові сигнали описуються у рамках кореляційної теорії. Вводяться поняття функції когерентності, оптичної передавальної функції, когерентного й некогерентного імпульсних відгуків. Наведено основи акустооптичного перетворення світлових полів і методи оптичної фільтрації сигналів. Зазначається поняття вейвлет-преображення в оптиці. Навчальний посібник призначений для студентів, магістрантів і аспірантів відповідних спеціальностей, а також для всіх, хто цікавиться оптичними методами обробки інформації та їх застосуваннями у науці й техніці.