把一个复杂的振动或其它周期过程用付里叶级数分解为各种频率成分谐波的叠加；对非周期的波动函数，则可用付里叶积分方法将函数分解为序列连续或不连续的简谐波的“连续和”，这种方法称为付里叶分析或频谱分析。信号中各种频率成分的含量，就称为信号的频谱，简称谱。
如同电磁波可以进行时间调制和空间调制一样，光波也有时间调制和空间调制。当采用空间调制时，分析波的传播，常在空域或空频域进行；当采用时间调制时，分析波的传播，常在时域或时频域进行。在空域中，光波是通过输入平面进行传播的，其复振幅表示为输入平面的空间坐标x，y的函数。如果把付里叶分析的基本定理应用到光能分布的分析中，就可以将任意二维复振幅函数，分解为各种序列连续或不连续的余弦(或正弦)波的叠加。右图给出了方波的付里叶分析图例。
对上式进行付里叶分析，可得：
其中：
由此可见，付里叶分析可以把一般光波分解为许多平面波的叠加。对平面波传播和衍射的分析相对较为简单，因而，付里叶分析成为光学研究十分有用的工具。
将光学图像如同电信号一样进行付里叶分析，把非常成熟的通信理论和方法运用到
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