近年来周期折射率分布光学波导阵列结构的研究受到广泛关注，为集成全光通信系统的设计开辟了新的途径。本文旨在利用理论分析和数值模拟相结合的方法研究周期折射率分布波导阵列的结构参数对光束线性离散衍射和非线性离散局域传播的影响，进一步寻找新的光束控制方法。论文研究不同横向边界条件限制和不同纵向折射率调制情况下的光束传输特性和控制方法。　　对横向无限大波导阵列结构的研究表明，当波导阵列的中心波导的折射率改变将在阵列中形成缺陷，选择合适的参数可以在缺陷波导中获得稳定传播的线性缺陷模和非线性缺陷模(缺陷光孤子)，离散光孤子入射会被结构缺陷排斥或捕获。当波导阵列中折射率周期分布受到调制时就形成了啁啾波导阵列，调节啁啾参数将可以控制离散光孤子的传播。在高斯函数调制啁啾波导阵列中传播的两相干平行光束，初始相位差为0的同相光束相互吸引，且当高斯函数的宽度小于某一临界值时，两同相光束将合二为一。初始相位差为的两异相平行光束相互作用，在初始入射光束功率较低时出现振荡现象，当初始入射光束功率较高时出现类孤子传播现象。通过调节波导阵列的折射率横向不均匀性可以控制光束传播动力学特性，这一特性在全光系统中具有潜在的应用。　　论文研究了波导阵列边界对光束传播的影响，由于界面的存在破坏了阵列的横向对称性，这使光束在界面附近传播时产生了许多奇特特性，在界面附近将出现特殊的线性表面离散衍射和表面光孤子传播。对线性条件下的半无限大波导阵列的研究表明，入射到界面附近的波导内的光束受到界面的反射而形成了特殊的表面离散衍射行为；对非线性条件下半无限大波导阵列的研究表明，在界面附近的波导内，当非线性局域与表面离散衍射达到平衡时产生表面离散光孤子、表面带隙光孤子、复合表面光孤子、啁啾表面光孤子以及二维表面离散光孤子等多种特殊的光孤子行为。研究了强局域的空间光孤子被低强度的线性衍射光束以离散的方式向界面方向拉动、两表面离散光孤子相互作用动力学特性、界面光孤子相互作用动力学特性、以及斜入射到平板波导内的光束在界面上的反射或透射现象。　　论文研究了有限横向尺寸的波导阵列中的光束传播特性。对线性介质有限横向尺寸波导阵列的研究发现，存在光束传播的周期性振荡和类Talbot效应现象；当每两个相邻波导之间的耦合系数不同时，存在窄光束入射时受入射位置调制的呼吸子和宽光束入射时随入射光束宽度变化的周期简谐振荡。对非线性介质有限横向尺寸波导阵列的研究发现，由于非线性效应会抵消光束的衍射，激发了多种非线性光场模式-表面基模、表面双绞模、中心基模及中心双绞模等多种模式，并且在一定条件下，中心基模、表面基模，中心双绞模和反对称表面双绞模稳定传播，而对称表面双绞模不稳定传播。　　论文研究了纵向折射率谐振调制对波导阵列结构中光束传输的影响，即在光学耦合器、无限大波导阵列、半无限大波导阵列中，由于纵向折射率谐振调制，光束的隧穿受到抑制。研究发现，保留在入射波导内的最大功率分数随纵向调制频率和深度(在线性条件下)、和入射振幅峰值(非线性条件下)的变化而变化。在啁啾波导阵列中，研究了正负折射率横向振幅调制率(即正负啁啾参数)对光束隧穿抑制效应的影响，研究表明：对于线性情况，存在一个固定的啁啾参数值，决定了对应于最理想光束隧穿抑制效应的折射率纵向调制频率和深度；对于非线性情况，光束隧穿抑制受到啁啾参数和入射振幅峰值的强烈影响。