不同阶数复宗量厄米-高斯光束具有不同的光强和相位分布, 当阶数增大时, 涡旋奇点个数增加, 其个数与阶数相等, 同时光束束宽和椭圆率也随之增大。利用分步傅里叶法数值模拟了复宗量厄米-高斯光束在强非局域介质中的传输, 发现初始功率不等于临界功率时, 可得到振荡传输的呼吸子; 若光束的初始功率等于临界功率, 可得到稳定的孤子。进一步研究表明, 孤子光强的旋转方向取决于参量 ξ 中虚部前面的符号; 不同阶数孤子的临界功率相同, 轨道角动量却随着阶数的增加而增大; 在添加噪声后, 复宗量厄米-高斯型孤子依然能稳定传输。

设计了一种中心带有椭圆空气孔缺陷的光子晶体光纤，采用全矢量有限元法研究了该光纤基模的电场分布、双折射、色散、非线性及限制损耗等特性。结果表明，电场能量被束缚在光纤的纤芯。在λ=1.55 μm处，光纤的双折射为5.958×10-2，达到10-2数量级；在1.50~1.60 μm波段范围内，色散值在（-549.2±5） ps/(nm·km)范围内，具有高负平坦色散。此外，该光纤的x偏振基模的非线性系数为46.82 W-1·km-1，低损耗值为5.413×10-4 dB/km，并且在y方向上两个基模偏振态的限制损耗是x方向的6423倍。该光子晶体光纤具有高双折射、高非线性、高负平坦色散、低损耗的特点，在光纤传感、偏振控制、色散补偿及非线性光学等领域具有广阔的应用前景。

运用变分法研究了具有指数响应的强非局域介质中两束正交偏振、中心重合的厄米高斯光 束的传输特性,得到了光束各参量的演化方程和一个临界功率Pc。当两光束以临界功率入射时, 可以形成厄米高斯型空间光孤子;当两光束以总功率2Pc入射,但两光束入射功率不相等时,两 光束可以形成厄米高斯型呼吸子。通过数值模拟研究发现,低阶光束时,可以得到近似孤子解； 当光束阶数大于3阶时,则得不到孤子解。比较变分解与数值解,结果表明在光束阶数小于3阶时, 变分解较好地反映了具有指数响应的强非局域介质中两束正交偏振、中心重合的厄米高斯光束的传输特性。

依据非局域非线性介质中双光束传输时遵循的非局域非线性薛定谔耦合方程,在强非局域情形下,通过把响应函数作泰勒展开近似取到二阶,运用变分法求出了正交偏振、中心重合的双厄米高斯光束在强非局域介质中传输时各参量演化规律和一个临界功率,并运用分步傅里叶算法数值模拟出了束宽和相位的演化规律。当两光束以临界功率入射时,得到了正交偏振、中心重合的双厄米高斯空间光孤子及其大相移演化规律。当两光束以总临界功率入射,但两束光的入射功率不等时,光束可以形成呼吸子,但随着阶数的增加呼吸子将越来越不稳定。对于各阶呼吸子,功率大的束宽都作周期性压缩振荡变化,功率小的束宽都作周期性展宽振荡变化,且两呼吸子中功率大的相移随传输距离增加更快。在厄米高斯光束阶数小于5时,变分解得到的结果与数值解吻合较好。

用解析法研究了非局域非线性介质构成的平板波导中正交偏振、中心重合的双高斯光束的传输规律，得到了两光束各参量的演化方程和两个临界功率，其大小与耦合系数m和非局域程度有关。在无双折射的情形下，当两光束初始束宽相等时，临界功率也相等。当光束初始功率等于临界功率时，得到了两个正交偏振的高斯型线偏振空间孤子，其与介质的非局域程度无关。对于强非局域情形，在无双折射条件下，得到了光束各参量的演化解析表达式。当总功率等于临界功率，而两光束功率不相等时，得到了两个正交偏振的高斯型呼吸子，功率大的光束束宽作周期压缩振荡，功率小的光束束宽作周期展宽振荡。

研究了傍轴厄米-椭圆高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性。 依据强非局域介质响应函数特征宽度远大于光束束宽, 对非局域非线性薛定谔方程进行了近似简化,得到了介质响应函数为椭圆对称情形下的强非局域模型。 在此基础上利用分离变量法得到了厄米-椭圆高斯空间光孤子解析解及其形成的条件。进一步研究发现, 随着厄米-椭圆高斯空间光孤子阶数的增大,光束束宽增大,介质的非局域程度相对减弱;要获得高阶椭圆高斯空间光孤子, 必须提高非局域介质的非局域程度。最低阶的厄米-椭圆高斯空间光孤子就是椭圆高斯空间光孤子。

研究了1+1维高斯型双光束在含小损耗的强非局域非线性介质中的传输特性。通过对该介质中光束传输遵循的非局域非线性薛定谔方程进行近似简化, 得到了含小损耗强非局域非线性介质中1+1维高斯型双光束传输模型。在此基础上运用解析的方法研究了双光束传输的演化规律, 得到了准双孤子解。经过进一步分析发现, 在传输过程中两光束中心的轨迹为艾里函数；两光束会准周期性地碰撞、分离；随着传输距离的增大, 两光束中心之间的最大距离会越来越大。另一方面, 当损耗逐渐增大时, 两光束的碰撞空间周期将变短, 同时两光束中心之间的最大距离也越来越大。

研究了椭圆厄米高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性。依据强非局域介质响应函数特征宽度远大于光束束宽的原理，对介质响应函数做两次泰勒级数展开,都近似取到二阶，得到了非局域非线性薛定谔方程对应的近似的拉格朗日密度函数。在此基础上，运用变分法得到了椭圆厄米高斯光束各参量的演化方程、演化规律和两个临界功率。当光束、响应函数的椭圆率满足一定条件时，两个临界功率可以相等。当初始功率等于这一临界功率，光束从光腰处入射时，可得到椭圆厄米高斯空间光孤子。进一步分析发现椭圆厄米高斯空间光孤子的相移与介质椭圆率和孤子阶数有密切关系，当介质椭圆率和孤子阶数取不同值时，可产生大的正相移、零相移，甚至负相移。

为减小在动态干涉条纹的相位提取中噪声带来的计数误差，研究了在希尔伯特变换相位提取的基础上，利用反正切相位跳变特性，通过软件实现可逆计数的抗干扰算法。通过模拟实验对算法的抗干扰性能进行了验证，实验结果表明：所提出的相位提取算法具有较强的抗干扰性能，在信噪比为11时，算法仍然能得到正确的结果。

利用变分法研究了1+2维超高斯型光束在强非局域非线性介质中的传输特性,得到了1+2维超高斯型光束各参量的近似演化方程、一个临界功率及光束各参量的近似演化规律。一般情形下, 1+2维超高斯型光束在强非局域非线性介质中传输时, 其束宽按正弦和余弦规律作周期性振荡变化, 当初始功率等于临界功率时, 其束宽则保持不变, 可以得到稳定的1+2维超高斯型非局域空间光孤子。另外, 经过分析得到临界功率随光束阶次的增大而增大, 与相位因子的阶次无关; 光孤子的相移快慢与光束阶次、相位因子的阶次、初始功率都有关, 但随着光束阶次的升高其主要依赖于光束阶次和初始功率, 相位因子的阶次的影响可以忽略。