___作为实验室的热点方向，集聚了物理学院的大批有生力量，主要研究以光为媒体的信息获取、传输、存储和处理的理论、方法和技术。围绕量子信息、光纤光学、激光全息技术和水下光学图像处理等开展研究，既对处于前沿的量子信息科学、光纤光学与海洋信息探测等领域开展追踪研究，又致力于对海洋量子信息技术的开拓，以及激光全息技术和水下光学成像系统的应用研究和产品开发。该方向由“量子光学、光纤光学、数字全息、水下探测”四个研究分支组成。主要研究内容如下：
²量子光学与量子信息研究分支致力于量子光学与量子信息方向新原理的探索研究及其在海洋领域应用的方法、技术和实用化研究。主要内容包括基于量子原理的水下光通信与传感技术，水下量子密钥分发技术，量子计算的算法设计与调控优化，拓扑物态与量子相变，固态系统中的量子态传输，量子信息处理的方案设计与实验验证，量子力学基础问题的理论分析与实验研究等。
²光纤光学与海洋信息探测研究分支的研究内容涉及：光纤传感及其应用、光学遥感和微波遥感探测海洋动力过程的机理与反演技术、海面的电磁散射模型及其信息提取与处理方法研究；基于X波段导航雷达海杂波图像及高频地波雷达多普勒谱的海态信息反演研究；海面高度探测机理与电磁波在大气层传播特性研究。
²数字全息与三维显示研究分支致力于数字全息技术研究和产品开发和三维显示应用。数字全息海洋浮游生物显微系统和虚拟现实三维显示是该分支的研究重点。
²水下光学图像探测与处理研究分支致力于水下光学图像探测技术与系统研发和计算机视觉应用水下研究。水下层级光场的分布探测及其主动干预和智能信息处理是该分支的研究重点。