采用自相似方法,时空调制的光子晶格广义变系数的非线性薛定谔方程化简为常系数方程,将相关的表达式代入原方程,得到了不同传播形式的精确孤子解,并详细讨论了周期性分布的亮、暗呼吸子的传输性质。

为了研究厄米-高斯光束在光折变饱和非线性介质中的传输特性, 采用有限差分方法数值求解了光波演化方程,理论分析了厄米-高斯光束的传输特性。结果表明, 1维1阶、2阶和3阶厄米-高斯光束在光折变非线性介质中传输时, 在合适的非线性条件下, 均可以形成呼吸模式的孤子; 随着非线性的加大, 厄米-高斯光束的光场分量之间的相互分离趋势将逐渐变弱, 同时, 每个光场分量的振幅起伏效应会更加明显; 改变厄米-高斯光束的入射位置、入射角度对其传输特性没有影响; 2维厄米-高斯光束的传输特性和1维情况是类似的。厄米-高斯光束的这些特性在光开关领域有一定的应用前景。

推导了由线性和二次电光效应共同支持的新型空间孤子对解, 采用数值模拟法分析了外加电场对亮-亮、暗-暗和亮-暗空间孤子对强度包络的影响.结果表明: 与单一非线性效应所支持的孤子对不同, 新型亮-亮孤子对在外加电场为正和为负情况下均可以存在, 正的外加电场所支持的孤子对宽度略小于相应的负的外加电场情况；对于新型暗-暗孤子对, 由于二次电光效应和线性电光效应的机制不同, 导致孤子对存在所对应的外加电场强度限定在较低的某一范围内, 随着外加电场强度的加大, 孤子对的宽度逐渐减小；对于新型亮-暗孤子对, 其亮分量峰值一般略大于暗分量峰值, 此孤子对在一定的振幅扰动下, 当传输距离大于某特定值后会出现传输的不稳定性.

为了研究开路光折变聚合物中存在非相干耦合空间孤子对,基于聚合物光折变效应的理论, 证明了稳态开路条件下光折变聚合物中存在非相干耦合亮-亮、暗-暗、灰-灰和亮-暗光伏空间孤子对。 结果表明:孤子对是由两束偏振方向和波长都相同而且互不相干光耦合形成的。 孤子对两光束都能在光伏光折变聚合物中稳定传播。

基于二维非定域非线性介质中的库默模型，研究了库默孤子的传输特性。分析发现，存在一群二维库默高斯孤子簇，如环形孤子、项链孤子和半月形孤子。数值模拟表明高斯孤子和环形孤子是稳定的，其他孤子是不稳定的；并且非线性调制系数、调制深度等参数对孤子传播特性有着重要的影响，随着它们的增加，孤子的稳定性增加。

为了获得1维独立空间孤子对在加偏压中心对称双光子光折变晶体串联回路中演化的结果, 基于中心对称双光子光折变效应的理论, 证明在中心对称双光子光折变晶体串联回路中存在1维独立屏蔽空间孤子对, 理论研究了独立暗-暗和明-暗孤子对的空间包络、动态演化和稳定性。结果表明, 暗孤子通过光电流能影响孤子对中另一孤子, 但明孤子不能。

提出了在两块单光子光折变晶体和一个电源通过导线串联而成的回路中存在灰-灰屏蔽光伏空间孤子对的理论。在适当的条件下,推出了在晶体回路中两光束传播的耦合方程。证明了灰-灰独立屏蔽光伏孤子对的存在。研究结果表明,孤子对中的两灰孤子通过光诱导电流而相互影响,它们的相互耦合能影响到彼此的空间包络、动态演化和稳定性。

为了得到光折变晶体中非相干耦合空间孤子对统一理论的结果，基于单光子光折变空间光孤子的基本理论模型，建立了稳态条件下有分压电阻和e偏振非相干均匀背景光辐照的单光子光伏光折变晶体中非相干耦合空间孤子对理论. 研究表明：这种孤子对是由两束偏振方向和波长都相同的互不相干光束耦合形成的， 孤子对两光束都能在晶体中稳定传播;当分压电阻、e偏振背景光、外加电场和光伏场取不同值时, 可获得14种光折变非相干耦合空间孤子对. 本文的结果对完善和充实光折变空间孤子理论体系有重要意义.

为了得到o偏振光对光折变屏蔽光伏空间孤子影响的结果，基于单光子光折变效应理论模型，建立了有分压电阻和o偏振均匀背景光辐照的光伏光折变晶体中的屏蔽光伏空间孤子理论。结果表明，当外加电场和光伏场的取值使晶体中形成暗孤子时，仅改变o背景光与孤子光的有效glass系数之比即可在晶体中获得明孤子;孤子的强度半峰全宽随o背景光强度与暗辐射强度比值的增大而增大，随o背景光与孤子光电离截面的比值的增大而增大。这从理论上为实现光折变晶体中暗孤子到明孤子的转换提供了一种全新的思路。

理论证明了两块双光子光折变晶体和一个电源通过导线串联而成的回路中存在灰-灰独立屏蔽空间孤子对。孤子对中的两灰孤子通过光电流和耦合能相互影响到另一孤子。讨论了孤子入射强度变化对孤子空间包络和动态演化特性的影响。