不同涡旋个数和拓扑荷的多涡旋-高斯光束具有不同光强和相位分布。当涡旋个数增大时, 涡旋奇点个数增加, 统计束宽也增大。利用分步傅里叶法数值模拟了多涡旋-高斯光束在负折射率非局域介质中的传输, 发现涡旋点关于原点不对称或各涡旋点的拓扑荷不相等都可以改变孤子的传输方向, 因此通过改变涡旋点位置和拓扑荷数可以实现光束传输方向的控制。若涡旋点虚部的符号发生改变, 孤子的旋转方向也发生改变。此外, 孤子的临界功率和轨道角动量都会随着拓扑荷的增加而增大。因此, 可以通过涡旋点位置﹑涡旋点个数和拓扑荷的方式对光束信息进行编码, 使光束在介质中传输时携带更多容量的信息。

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。

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。

利用强非局域非线性介质中傍轴光束传输的修正Snyder-Mitchell模型讨论了两束共线（即光束中心和传输方向都相同）拉盖尔高斯型光孤子(CLGS)构成的涡旋光孤子传输过程。在一定条件下，涡旋光束在传输过程中，光束截面光斑发生旋转现象，但光束的束宽保持不变，称之为旋转涡旋光孤子。涡旋光孤子旋转的现象可以通过叠加光场中的古依相位来解释。结果展现了几个旋转涡旋光孤子在传输过程中的旋转现象和强非局域介质中多环形旋转涡旋光孤子的传输。

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。

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。

利用变分法研究了1+1维傍轴高斯光束在含有小损耗的强非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的演化方程、束宽的演化规律和一个临界功率.在介质损耗足够小的前提下,当光束初始功率等于临界功率时,得到了一个束宽随传输距离缓慢展宽的准空间光孤子--损耗空间光孤子;当光束初始功率小于临界功率时,光束束宽则按雅可比椭圆正弦函数和椭圆余弦函数作准周期展宽变化;当光束初始功率大于临界功率时,光束束宽将从按雅可比椭圆正弦函数和椭圆余弦函数作准周期压缩变化过渡到按雅可比椭圆正弦函数和椭圆余弦函数准周期展宽变化.

运用变分法研究了1+1维双曲正割型光束在强非局域非线性介质中的传输特性,得到了光束各参量的近似演化方程以及束宽的近似演化规律和一个临界功率。当初始功率大于临界功率时,双曲正割型光束在强非局域非线性介质中传输时,束宽按雅可比椭圆正弦函数和椭圆余弦函数作周期性压缩变化;反之,当初始功率小于临界功率时,其束宽按雅可比椭圆正弦函数和椭圆余弦函数作周期性展宽变化;当初始功率等于临界功率时,可以近似得到双曲正割型空间孤子。在束宽远小于强非局域非线性介质响应函数的响应宽度(束宽比α<0.300)的前提下,得到的结果与数值解基本一致。