数字电子产品
计算机只理解两个数字，0和1，并在此基础上进行所有算术运算二进制模式。许多电器和电子设备都有两种状态:要么关着，要么开着。电灯开关是一个熟悉的例子，真空管和晶体管也是如此。因为电脑一直是一个主要的应用集成电路从一开始，数字集成电路就变得司空见惯。因此，设计使用数字语言来控制其功能并与其他系统通信的电子系统变得很容易。
使用数字方法的一个主要优点是可以验证数字信号流的准确性，并且在必要时可以纠正错误。相比之下，与管弦乐队的声音成比例变化的信号可能会被“噪音”破坏，这些“噪音”一旦存在就无法消除。一个例子是来自a的声音唱片，它总是包含一些来自录音槽表面的外来声音，即使是新唱片。随着磨损，噪音变得更加明显。与数码音响的声音形成对比光盘录音。在录音棚里听不到任何不存在的声音。光盘和播放机都包含纠错功能，可以在从光盘读取信息时消除任何不正确的脉冲(可能是由于光盘上的灰尘引起的)。
随着电子系统变得越来越复杂，消除噪声所产生的误差至关重要;否则可能导致系统故障。许多电子系统都需要在电噪声中工作环境例如在汽车上。确保不受噪声影响的唯一可行方法是使这样的系统数字化运行。原则上可以纠正任意数量的错误，但实际上这可能是不可能的。为了纠正大错误率，必须处理大量的额外信息，这降低了系统处理所需信息的能力，因此必须进行权衡。
电子系统数量和种类的真正爆炸式增长的一个后果是电子噪音水平的急剧增长环境．任何电气系统都会产生一些噪声，而所有的电子系统都在一定程度上容易受到噪声的干扰。噪音可以通过连接到系统的电线传导，也可以通过空气辐射。在设计系统时，必须注意限制产生的噪声量，并适当屏蔽系统以保护其不受外部噪声源的影响。
光电子学
电子学的一个新方向是利用光子(光包)来代替电子。通过共同同意这些新方法包含在电子学中，因为至少在目前，所执行的功能与电子系统所执行的功能相同，而且这些功能通常嵌入在很大程度上的电子环境中。这个新方向被称为光学电子学或光电子学。
1966年，有人根据理论提出玻璃可以制造出纯度极高的纤维，光可以穿过它们传播很远的距离。这种纤维是在20世纪70年代早期生产的。它们包含光在其中传播的核心。外包层由不同化学配方的玻璃制成，具有较低的光学折射率．折射率的差异表明光在包层中比在核心中传播得更快。因此，如果光梁开始从核心移动到包层，它的路径是弯曲的，以便移动回核心。即使纤维弯曲成圆形，光也会被限制在核心内。
早期的光纤芯的直径(几微米[μm]，约为人类头发直径的十分之一)足以使各种光线发光光在核心中可以以稍微不同的路径移动，最短的路径直接沿轴向下，其他较长的路径在核心中来回徘徊。这限制了光脉冲在到达光纤接收端时不被过度传播的最大距离，中心光线先到达，其他光线后到达。在数字通信系统中，连续的脉冲可以彼此重叠，并且在接收端无法区分。这种纤维被称为多模光纤，指的是光可以遵循的各种路径(或模式)。
在20世纪70年代末，纤维的芯径更小，光被限制只能沿着一条路径移动。如果核心的直径略大于在其内部传播的光的波长，就会发生这种情况。直径约为10 ~ 15 μm (0.01 ~ 0.015 mm, 0.0004 ~ 0.0006英寸)。这些单模光纤避免了上述困难。到1993年，光纤可以将光信号传输超过215公里(135英里)。这样的距离记录已经过时，使用专门的纤维，结合积分放大功能。使用这些光学放大器的光纤可以跨洋传输光信号，而不需要过去所需的常规脉冲再生措施。
与铜线或同轴电缆相比，光纤有几个优点。它们可以以更高的速率传递信息，它们占用更少的空间(这是大城市和建筑物的一个重要特征)，而且它们对电子噪音相当不敏感。此外，几乎不可能在未经授权的情况下与它们建立连接。成本，最初的高，已经下降到大多数新安装电话电路交换中心之间和更远的距离由光纤组成。
考虑到通信信号到达一个中心换办公室在光学形式下，考虑用光学手段而不是像今天所做的那样用电力将它们从一条路线切换到另一条路线是很有吸引力的。在大多数情况下，中心办公室之间的距离远远短于光在光纤中的传播距离。光开关将使光信号的检测和再生成为不必要的步骤，这是目前所需要的。这种光学中央办公室交换机今天已经准备好安装，并将进一步推进巨大的变化造成通过使用光波而不是电子。
光电子学的另一个方向部分建立在上述发展的基础上，但目的完全不同。在开发更快的计算机和更快的集成电路时，一个关键问题与电气所需的时间有关信号去旅行线互联。这对于集成电路本身和它们之间的连接都是一个难题。在最好的情况下，电信号能以大约90%的速度在电线中传播光速．更常见的比率是50%。光在十亿分之一秒内传播30厘米(12英寸)。现代计算机的运行速度超过每秒10亿次。因此，如果两个同时从不同地点出发的信号要同时到达目的地，那么它们行进的路径长度的差异不能超过几厘米。
有两种方法设想．其中一种方法是，所有集成电路都尽可能靠近地放置，以最小化信号必须传递的距离。这就产生了冷却问题，因为集成电路会产生热．在另一种可能的方法中，信号的所有路径都等于最长路径。这需要使用更多的电线，因为大多数路径都比它们本来应该的要长。所有这些电线都占用空间，这意味着集成电路必须放置得比可取的距离更远。
最终，随着计算机的运行速度越来越快，这两种方法都行不通，必须采用一种全新的技术。集成电路之间的光通信是一个可能的解决方案。光束不占用空间，也不干扰冷却空气。如果通信是光学的，那么计算也可能是光学的。光学计算将需要一种完全不同的形式集成电路，原则上可以由砷化镓和相关III-V制成化合物．目前，研究实验室正在认真研究这些问题。