时至今日，光学孤子与冲击波依然是非线性光学中的研究热点。光孤子指的是光波的一种自陷传输，可以分为时间光孤子，空间光孤子和时空光孤子。时间光孤子是指当线性色散效应与非线性效应达到精确平衡时光脉冲自陷的稳定传输。空间光孤子是指当线性衍射效应与非线性效应达到精确平衡时光束自陷的稳定传输。时空光孤子是指当线性色散效应、线性衍射效应和非线性效应三者精确平衡时光脉冲在时间维度和垂直于传输方向的空间维度均保持波形不变的稳定传输。这三类光孤子都在理论上和实验上得到了广泛研究。时间光孤子在光纤通信方面有着潜在的应用，而空间光孤子则在全光信息处理方面有着潜在的应用。　　不考虑形成孤子的非线性机制来源，按照其内在的特性可以将空间光孤子分为局域空间光孤子和非局域空间光孤子。所谓局域是指介质某处的非线性折射率仅与该处的光强有关，与其他地方的光强无关;所谓非局域是指介质某处的非线性折射率不仅与该处的光强有关，而且还与该处周围的光强有关。研究发现，铅玻璃是一种强非局域自聚焦介质，其中可以存在亮孤子。染料溶液是一种非局域自散焦介质，其中可以存在暗孤子。依据二次非线性介质中的参量相互作用和非局域克尔非线性之间的相似性，可以将二次孤子等价成非局域孤子。二次谐波就像非线性折射率一样，形成波导，限制基频波传输。此外向列相液晶是一种非局域介质，其中可以存在空间光孤子，称作向列子。　　与光孤子是一种稳态传输不同，光学冲击波则是一种非稳态传输。它可以分为耗散型冲击波和色散型冲击波。耗散型冲击波存在于耗散系统中，该型冲击波的能量会由于耗散而迅速衰减，具有衰减型的陡峭波前。色散型冲击波存在于耗散很小或者可以忽略的色散系统中，具有振荡型的陡峭波前。它起源于非线性波以非凡的方式分裂以及模式色散，正被广泛研究于各种光学系统中。　　本文主要对非局域非线性介质中的光学孤子与冲击波进行研究，总共分为六章。　　第一章:简单回顾孤子研究的历史进程，概括叙述光孤子的研究进展。着重叙述非局域空间光孤子的研究现状。详细介绍热致非局域非线性介质中的孤子、二次孤子以及向列子。简单介绍光学色散型冲击波的研究进展。交代本文的内容安排。　　第二章:对热致非局域自散焦介质中暗孤子成丝现象进行理论和实验研究。理论上从非局域非线性理论模型出发，运用牛顿迭代法求出暗孤子的数值解。以此数值解作为初始输入，运用分步傅里叶法数值模拟暗孤子成丝。研究非局域程度以及吸收系数对暗孤子成丝的影响。为了与实验结果对比，进一步理论研究高斯背景下、存在吸收损耗时，暗孤子成丝的规律。实验上通过改变染料溶液的浓度，研究样品浓度对暗孤子成丝的影响;与此同时还将研究亮的高斯背景产生的色散型冲击波现象;此外通过改变背景光斑的椭圆率，研究椭圆率对暗孤子成丝以及冲击波现象的影响。　　第三章:对热致非局域自散焦介质和线性介质交界面处的暗孤子和色散型冲击波进行理论和实验研究。理论上从非局域表面暗孤子和色散型冲击波的理论模型出发，运用牛顿迭代法数值求解得到了一阶和二阶表面暗孤子。将光束类比做流体，理论分析表面色散型冲击波的形成机理。以一阶表面暗孤子作为初始输入，运用有限差分法进行模拟传输，研究了表面色散型冲击波的形成过程。研究背景光强以及非局域程度对表面色散型冲击波的影响，并揭示了表面色散型冲击波和体介质中的色散型冲击波之间的关系。实验上在一种热致非局域自散焦介质中观察一阶、二阶表面暗孤子以及表面色散型冲击波的形成。此外还将研究偏离平衡位置入射时以及弯曲表面下色散型冲击波的形成规律。　　第四章:对边界在非局域孤子稳定性中的作用进行研究。从基频波和二次谐波的传输模型出发，推导出该模型下的孤子解满足的方程。探讨二次孤子的非局域等价性，得到了受到边界约束时的正弦振荡型的非局域响应函数。在该响应函数的频谱域分析了为什么边界可以使孤子稳定。通过数值迭代，找到了一系列稳定的非局域孤子。分析了这些孤子的存在规律。通过对这些孤子解加微扰模拟传输，验证了孤子的稳定性。对这些孤子解做线性稳定性分析，得到了相应的不稳定增长率曲线。　　第五章:对负性介电各向异性向列相液晶中的向列子进行研究。实验上在负性介电各向异性向列相液晶中观察到了向列子的形成。与文献中采用正性介电各向异性向列相液晶、将其置于平行织构的平行平板中、并外加均匀电压不同，我们采用负性介电各向异性向列相液晶、将其置于垂直织构的平行平板中、并外加均匀电压，进行向列子的实验观察。理论上找到了描述负性介电各向异性向列相液晶中向列子传输的理论模型。在此模型下对向列子的传输进行了数值模拟，研究向列子的传输规律。为了突出主要物理，将该理论模型简化，得到了一个简化模型。在简化模型下数值迭代求解向列子解。发现该简化模型下的非局域响应函数为正弦周期振荡型的，非线性克尔系数为负的，但是却可以支持亮的向列子。　　第六章:总结本文取得的成果，分析本文存在的不足，展望本文后续的研究。