傍轴近似常被用于光束传输理论的表达，数值计算常被用于非傍轴光束的传输特性分析。为了使一维会聚非傍轴高斯光束的传输特性更加简明，本文基于倾斜因子由观察方倾斜角余弦平方根表达的非傍轴衍射积分公式，给出了符合行波场辐射能守恒定律的一维会聚非傍轴高斯光束的焦平面光场分布表达，同时给出了焦点附近一维会聚非傍轴高斯光束的轴上点光强和相位特性表达。当一维会聚非傍轴高斯光束的最大倾斜角远大于高斯光束的远场发散角时，合理的观察方倾斜因子可将高斯光束传输特性从傍轴领域延拓到非傍轴领域。本文阐明了一维会聚非傍轴高斯光束的传输特性，并验证了用观察方倾斜角余弦平方根表达观察方倾斜因子的合理性。

以能量守恒定律为基础分析一种会聚光场的衍射积分公式,推导出以一个衍射源参考波面为半球面的衍射积分公式的倾斜因子,给出一个计算焦平面上光场分布的表达式,并以虚拟矢量子波干涉解释会聚光场的衍射过程。根据满足正弦条件的聚焦物镜对光波波面的变换特性,给出平坦波面光场经过物镜聚焦后的焦面光场计算表达式,并以简单直角坐标偏振和简单柱面坐标偏振的拉盖尔-高斯光束聚焦特性为例说明该公式的应用。

根据惠更斯-菲涅耳原理、空间频谱理论、能量守恒定律推导出一个波面为平面的小衍射源远场衍射积分公式的倾斜因子,给出一个衍射远场半球面上光场分布的计算表达式。根据满足正弦条件的准直物镜对光波波面的变换特性,给出小平坦波面光场的准直光场计算表达式,并以简单直角坐标偏振和简单柱面坐标偏振的高斯光束变换特性为例说明了该公式的应用。

基于扁椭球面坐标系下非傍轴高斯光束的电场分布表达式, 给出非傍轴LG10模高斯光束的远场电场振幅分布表达式; 分析了非傍轴LG00模和LG10模高斯光束的远场电场振幅分布特性; 计算了非傍轴与傍轴高斯光束远场电场振幅分布的匹配效率和二阶矩参量的相对计算误差。分析表明, 当扁椭球坐标系的半焦距远大于波长时, 非傍轴LG00模和LG10模高斯光束的远场电场振幅分布趋近于傍轴LG00模和LG10模高斯光束的远场电场振幅分布。

基于Marcatili近似理论，给出了一种矩形光波导Ey00模模场的近似表达，根据平面波角谱理论，推导出了矩形光波导Ey00模衍射场的空间频谱表达式，探讨了其x轴方向上的空间频谱分布特性，分析了矩形光波导Ey00模在x，y轴方向上的光传输因子M2，并采用方形桶桶中功率对矩形波导Ey00模空间频率半宽度进行数值分析，得到了由方形桶桶中功率定义的矩形光波导Ey00模空间频率半宽度随归一化频率变化的关系曲线。

根据径向电场分量与角向电场分量所满足的二阶微分方程分析简单柱面坐标偏振光束本征模场的特性。根据坐标变换公式将瑞利索末菲标量衍射积分公式转化为简单柱面坐标偏振光束衍射远场径向电场分量与角向电场分量的计算公式。根据衍射源电场振幅分布与空间频谱分布的关系，给出简单柱面坐标偏振光束微分算子衍射源光斑半径和径向空间频率半径的计算公式，它可用于计算简单柱面坐标偏振光束的光束传输因子。并以计算LG10模柱面坐标偏振拉盖尔高斯光束的光束参量为例说明了该公式的实用性。

由于菲涅耳基尔霍夫衍射公式、瑞利索末菲衍射公式1和2共存于标量衍射积分公式体系，3个衍射积分公式的优劣难以断定。为了比较3个衍射积分公式，基于小衍射源和衍射远场的特点简化3个衍射积分公式，给出计算衍射远场平面上的标量光场总功率和衍射远场半球面上的矢量光场总功率的函数表达式，并以被积函数的收敛性判断3个衍射积分公式的适用范围，以衍射源总功率为标准，判断3个衍射积分公式的计算精度。分析表明，3个衍射积分公式均适用于计算傍轴标量衍射场，而只有瑞利索末菲衍射公式1才适用于计算非傍轴标量衍射场；3个衍射积分公式均适用于计算傍轴和非傍轴矢量衍射场。其中，对于垂直入射至小圆孔的平面波受限非傍轴衍射，基于瑞利索末菲衍射公式2计算的衍射远场观察半球面上总功率的相对计算误差的绝对值最小。

基于小衍射源和衍射远场的特点，简化了瑞利索末菲标量衍射积分公式，并应用于分析非傍轴衍射光束的衍射远场总功率和光束传输因子特性。由于物理概念上的空间频谱的定义域局限在一定范围，基于此计算的非傍轴衍射光束的衍射远场总功率不满足能量守恒定律，基于此计算的非傍轴衍射光束的光束传输因子也与常识不符。当采用数学概念上的空间频谱分析上述特性时，两个符合常识的规律被重提，并以非傍轴基模高斯光束衍射远场总功率和光束传输因子的相对计算误差说明上述结论。