本论文对非傍轴光束的传输理论进行了深入的研究，并将Wigner分布函数引入到非傍轴光束的传输特性研究中，得到了Wigner分布函数在自由空间的一般解析传输公式，从而建立了一种新的研究非傍轴(标量、矢量)光束传输特性的研究方法-Wigner分布函数方法。Wigner分布函数方法的优点是适用范围广，可用于研究高度非傍轴(标量、矢量)完全相干光束的传输特性，也可方便地用于研究非傍轴(标量、矢量)部分相干光束的传输特性，它能将复杂的积分运算简化为代数运算。在应用部分，通过选取几种具体光束阐述Wigner分布函数方法在非傍轴光束传输特性研究中的应用，并深入研究了它们在自由空间的传输特性。本论文所做的主要工作如下： 　　1.建立了一种新的研究非傍轴(标量、矢量)光束传输特性的研究方法-Wigner分布函数方法，得到了Wigner分布函数在自由空间的一般解析传输公式。 　　2.用Wigner分布函数方法(标量理论)对非傍轴标量像散GSM光束、非傍轴标量TEM11厄米-高斯光束、非傍轴标量双曲余弦-高斯光束在自由空间的传输特性进行了深入的研究，得到了传输过程中横平面上它们的交叉谱密度分布、光强分布的解析表达式，阐述了非傍轴标量光束与傍轴标量光束在自由空间中传输特性的差异，并且表明了在傍轴条件下，我们所得到的一般结果能直接回到现有的傍轴结果。 　　3.用Wigner分布函数方法(矢量理论)对非傍轴矢量像散GSM光束、非傍轴矢量各向同性扭曲GSM光束在自由空间的传输特性进行了深入的研究，得到了传输过程中横平面上它们的交叉谱密度矩阵的各矩阵元、横向场分量的光强分布、纵向场分量的光强分布及总光强分布的解析表达式，并阐述了非傍轴矢量光束与非傍轴标量光束在自由空间中传输特性的差异，说明了在何时可将光束作非傍轴标量光束处理，何时必须将光束作非傍轴矢量光束处理。