Se espera que el efecto fotorrefractivo desempeñe un papel importante en el desarrollo de técnicas de procesamiento de información totalmente ópticas. Se han propuesto materiales fotorrefractivos, incluidos polímeros, para su uso en el almacenamiento de datos ópticos de alta densidad; técnicas de procesamiento de imágenes asociativas, incluida la holografía dinámica, el filtrado de novedades y la amplificación de imágenes; modulación espacial de la luz, como abanico de haz, limitadores ópticos, conjugadores de fase, resonadores ópticos autoinducidos, interconexiones programables en ópticas integradas; y simulaciones de redes neuronales y memorias asociativas con procesamiento de señales en paralelo. El efecto fotorrefractivo requiere un mecanismo específico para la modulación espacial del índice de refracción de un material que surge de una modulación de intensidad de la luz incidente (como en un patrón de difracción u holograma). El mecanismo específico es la generación, transporte y captura de carga a través de la fotoconducción en las regiones iluminadas para establecer campos de carga espacial entre las regiones claras y oscuras. Estos campos de carga espacial provocan la modulación del índice de refracción actuando a través de efectos de orientación electroóptica y molecular.