本文主要介绍了弱引力透镜在宇宙学中的应用，特别介绍了当前弱引力透镜在宇宙学应用中面对的两个困难:晚期宇宙非线性演化导致的透镜场中的非高斯性和弱引力透镜模型中的二级效应之一——源-透镜耦合效应。　　第一章:介绍了宇宙学的背景知识，主要包括宇宙学的基本模型和演化、宇宙中大尺度结构的形成和演化、宇宙学研究中常用的统计方法和宇宙学的各种探针。　　第二章:主要介绍了宇宙学探针之一——弱引力透镜效应在宇宙学中的应用，包括弱引力透镜的基本理论、弱引力透镜的观测量——宇宙学剪切的统计、弱引力透镜的基本数据分析方法和理论研究上非常重要的数值模拟技术。　　第三章:重点介绍了弱引力透镜场非高斯性对宇宙学研究带来的困难和我们的工作中提出的处理非高斯性的一个方法——高斯化方法。我们用数值模拟的技术产生了弱引力透镜场模拟天图，利用这些模拟天图研究了高斯化方法在弱引力透镜场中的表现。通过对比高斯化前后各种非高斯性的测量（光滑后场最高到六阶的cumulants和约化双谱），我们得到了剩余非高斯性很低，从而高斯化方法非常有效的结论。之后我们探索了高斯化方法在有源星系形状测量噪声污染情况下的表现，在模拟天图中加入和真实观测相当的噪声，同样用高斯化前后的多个非高斯性测量来量化高斯化方法的有效性，得到形状测量噪声严重降低了高斯化方法的表现的结论。因此我们提出了利用Wiener滤波降低噪声，从而一定程度上恢复了高斯化方法的表现。　　第四章:介绍了以前弱引力透镜模型中未受到足够重视的一个二级效应——源-透镜耦合效应。我们同样利用数值模拟的方法分别估计了由于源星系成团性和弱引力透镜放大效应所导致的源-透镜耦合效应对二阶统计量估计造成的偏差，以及其对各种因素比如分析数据时所用的格点大小、所考虑的源星系红移等的依赖关系。得到的结果表明在精确宇宙学的要求下，源-透镜耦合效应必须被正确处理和对待的结论。　　第五章:总结了本文中对弱引力透镜在宇宙学中应用的研究，并展望了弱引力透镜研究的前景。