本文以非均匀光纤中的各种变系数非线性薛定谔方程为模型，利用解析（相似约化理论）和数值模拟（分裂步长快速傅立叶变换算法）两种互补方法研究了空间衍射、时空耦合、高阶色散和高阶非线性效应对自相似脉冲的振幅、相位、啁啾因子及光波宽度等传输特性的影响，分析了畸形波的湮灭消失、维持、重现、快速激发等操控问题。着重讨论了多自相似脉冲和畸形脉冲的产生及其相互作用问题，对规避和利用畸形脉冲提出了可行性方案，为研究实际非均匀光纤系统中光脉冲的参量调控和动力学控制提供一定的理论依据，并对物质波孤子和等离子体中的孤波等其它物理领域动力学研究具有潜在的应用价值。主要内容如下：　　1．研究1+1维时间、空间孤子型自相似脉冲的动力学操控行为。　　利用相似约化方法研究由色散和非线性平衡产生的1+1维时间自相似脉冲与由衍射和非线性平衡产生的1+1维空间自相似脉冲的传输和操控问题。通过选择色散或衍射和非线性函数的不同形式，首次实现对亮、暗自相似脉冲（对）以及平顶自相似脉冲波速、振幅、中心位置等物理量的调节与控制。这些理论结果为光纤设计提供可参考思路，并为以相似子作为信息载体的超大容量通信提供理论基础。　　2．研究2+1维空间自相似子和受调制空间光束的动力学控制问题。　　首次研究零背景和连续波背景下2+1维空间多自相似子的动力学控制问题以及三次-五次非线性介质中的2+1维空间光束的演化行为。比较了自相似子和一般孤子的参数控制和动力学演化行为的区别，研究了连续波背景对自相似子传输的影响。借助数值方法，我们进一步分析了这些孤子抗白噪声干扰的稳定性问题，为实验观测及光通信传输提供了依据。　　3．研究3+1维时空多自相似子的参量控制和动力学行为。　　首次获得了非均匀色散、衍射、非线性和增益或损耗的介质中传输的3+1维时空多自相似子解析解，给出了亮、暗相似子和孤子的存在条件。研究了3+1维时空自相似子对的操控行为，并比较了时空亮、暗相似子和孤子的动力学演化行为的区别。这些结果对光通信中增加信息的比特率，降低误码率具有重要的理论参考价值。　　4．研究皮秒和飞秒畸形波的参量控制和操控问题。　　首次研究了皮秒三畸形波和飞秒单、双畸形波的湮灭消失、维持、重现、快速激发等操控行为以及径向传播操控问题。讨论了飞秒单、双畸形波在指数背景中的色散势垒或势阱中的传输行为。这些结果对大振幅光脉冲-光畸形波的产生、维持与规避具有潜在的意义，为畸形波的危害规避、控制及应用奠定理论基础。