随着梯度折射率光学理论,光学设计理论基础的不断发展,利用梯度折射率光学可减少光学系统组件,简化加工工艺,为科技工程设计师们提供了一条使光学系统向微型化、轻型化、优质化、易装配等方向发展的新途径。因此梯度折射率透镜在光学通信等方面的光学系统中具有广泛的应用前景。本文主要介绍了高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性,以及梯度折射率透镜在光纤耦合中的应用。首先:分析了高斯光束在梯度折射率非线性介质中的传播特性,从波动方程出发,利用变分法,最终求得高斯光束在梯度折射率非线性介质中传输时束斑半径、曲率半径和光强的表达式,主要分析了非线性因子和其他因素对束斑半径和光强的影响,以及高斯光束在非线性梯度折射率棒透镜中的自聚焦性质。其次:本文设计并采用双梯度折射率透镜系统来实现高斯光束在光纤中的耦合,采用等效薄透镜理论分析了多种因素对耦合的影响,以及双梯度折射率透镜系统较单梯度折射率透镜耦合在系统稳定性方面的提高,得到透镜及整个耦合系统参数选择的一般性结论。