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 та поняття дуальності оптичних систем. Розглядаються перетворення Ганкеля, сигнальні перетворення з обмеженим спектром, випадкові сигнали, дискретні перетворення оптичних сигналів, теорема Котельникова у координатному та частотному просторах, принцип невизначеності. Випадкові сигнали аналізуються в рамках кореляційної теорії. Вводяться поняття функції когерентності, оптичної передавальної функції, когерентної та некогерентної імпульсної відповіді. Наведено основи акустооптичного перетворення світлових полів і методів оптичної фільтрації сигналів. Ознайомлено з поняттям вейвлет-перетворення 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.