К активным оптических элементов можно отнести устройства, принцип действия которых основан на взаимодействии, как минимум, двух световых потоков в активной среде. К таким элементам можно отнести:

    - оптические усилители,
    - оптические волновые конвертеры.

Оптические усилители
Оптические усилители увеличивают мощность сигнала без преобразования его в электрическую форму. Они работают на основе принципа стимулированного излучения, как специалиированние формы лазеров, которые усиливают свет за один проход через усилитель. В настоящее время применяются два основных вида оптических усилителей: усилители на основе волокна с присадками и полупроводниковые лазерные усилители.

Волновые конвекторы
В рамках концепции полностью оптических сетей волновой конвертер осуществляет оптическое преобразование длины волны в сигнал, переходящий в другую длину волны, что необходимо для коммутации сигнала в многоканальных линиях связи с уплотнением по длинам волн. Принцип действия такого преобразования, также известного как λ-конверсии, основанный на эффектах нелинейного взаимодействия исходного оптического сигнала со специальным сигналом от лазера накачки, в результате чего образуется излучение новой длины волны. Это преобразование в отличие от оптоэлектронных преобразований не вносит задержки и способно работать до очень высоких частот модуляции (10Гбит / с и выше).