根据强非局域非线性介质(SNNM)中傍轴光束传输遵循的(3+1)维薛定谔方程,获得了椭圆坐标系下时空可控艾里-因氏-高斯(CAiIG)光束的解析解。CAiIG光束由具有不同初始速度的艾里脉冲对空间因氏-高斯光束时域调制获得。通过调整光束初始入射功率和临界功率的比率、初始入射速度以及椭圆参数,探讨了SNNM中CAiIG光束的传输过程。时空CAiIG光束在传输过程中保持非色散特性。依据初始入射功率和临界功率的比率,光束束宽在空间呈现出周期性振荡(功率比不等于1)或者保持不变(功率比等于1)的状态。调整椭圆参数的值可以实现时空艾里-因氏-高斯光束与时空艾里-拉盖尔-高斯光束及时空艾里-厄米-高斯光束间的连续转换。此外,给出了SNNM中CAiIG光束呈呼吸态传输时几个传输截面上的能流分布图。

利用Snyder-Mitchell模型讨论了笛卡儿坐标系下(1+1)维和(1+2)维光束的传输过程，得到了强非局域非线性介质中传输光束的复宗量厄米高斯型解。该解为抛物线柱函数对高斯光束的调制。给出了复宗量厄米高斯光束共线传输情况。在一定条件下共线传输的复宗量厄米高斯型光束演化为涡旋光束。给出了单束复宗量和涡旋复宗量厄米高斯光束在临界功率下的传输过程，发现它们在传输过程中光束截面和光斑尺寸呈现周期性的呼吸变化，即为呼吸子或旋转涡旋呼吸子。

针对铅玻璃和向列相液晶等材料分析了有边界限制的强非局域非线性介质的Z扫描特性。在理论上参照热透镜模型,利用空间q参数得到了归一化的Z扫描透射比曲线,发现介质的边界条件对透射比曲线影响可以忽略,曲线的峰谷位置及其差值与入射功率有关。在实验上以铅玻璃为例,通过改变入射功率,验证了曲线的峰谷情况与入射功率的关系,并得到了材料的非局域非线性参数。

根据强非局域介质构成的平面介质波导中同频率和同极化的多光束共同传输模型方程，求得了任意斜入射多光束相互作用的精确解析解。基于强非局域介质空间双光孤子的相互作用原理，提出了利用全同孤子作为信号光来实现全光互联，但实现的逻辑也仅仅局限于短距离作用，还对全光开关抑或反相器作了详细叙述，通过实例给出了这类设计的优化方案。

研究了亚强非局域介质中超高斯光束的传播特性.运用变分法,对任意实对称响应函数泰勒级数展开取至四阶,得到了1+1维亚强非局域非线性介质中光束传输的超高斯光束的近似分析解.分析结果表明:束宽解是椭圆雅可比双周期函数,相移、空间啁啾以及临界输入功率都正比于超高斯光束的阶数.提出了超高斯空间光孤子族模型和准方波形空间光孤子的实现可能性.

研究了在强非局域情况下,非局域非线性介质中多个(大于两个)空间孤子相互作用的特点与规律。以Snyder-Mitchell线性模型为理论基础并利用线性叠加原理来构建解。另外,还采用了将孤子作为粒子处理的方法。主要考虑空间斜对称入射的三、四束光的相互作用,从而得出多个空间孤子相互作用的规律。还得出了(1+2)维多孤子相互作用的精确解析解,并且利用解析解画出了多孤子传输过程中的光强分布图。根据解析解发现,多孤子能形成稳定的束缚态向前传输,缠绕与否与初始入射方向有关;作用过程中并无能量转移,且相互作用与初始相位无关。将孤子作为粒子处理得到的孤子相互作用的规律与解析解得出的规律一致。

运用变分法,对任意实对称响应函数泰勒级数展开取至二阶,得到了1+1维强非局域非线性介质中光束传输的超高斯光束的近似分析解,提出了超高斯空间光孤子族模型。分析结果表明：束宽解是三角函数型,相移、空间啁啾以及临界输入功率都正比于超高斯光束的阶数,束宽振荡周期不仅与介质材料有关,而且还与光束和相位因子的阶有关。提出了准方波形空间光孤子的可能性。