在间接驱动激光惯性约束核聚变(ICF)装置中,黑靶腔内均匀的激光辐照是实现ICF成功点火必不可少的条件之一。影响靶面辐照均匀性的因素有很多,如光束的空间排布、光束的光强分布、聚焦位置和靶面的完善程度等。然而,当入射激光强度很高时,材料的非线性克尔效应会影响光学元件预定的工作性能。这会导致实验时靶面实际焦斑分布与理论计算得到焦斑分布存在差异,因此有必要对强激光入射下材料非线性效应对光学元件工作性能的影响进行研究与分析。本论文在光束传输基础理论和计算方法,以及光学元件对光场的调控理论基础上,首先开展了基模高斯光束理论研究,同时开展了强激光下材料非线性效应对包括聚焦透镜和连续相位板在内的光学元件工作性能影响的研究,对其理论、模型、算法和结果进行了系统的阐述,获得了具有实际应用价值的研究成果。本文的主要研究内容和创新性工作包括:1.在基模高斯光束理论部分,介绍了从亥姆霍兹方程到几种高斯光束的推导过程,同时对光束束腰约等于或小于波长量级时的紧聚焦基模高斯光束的傍轴近似误差进行了分析。研究发现傍轴近似下的基模高斯光束传统表达式的最大误差主要分布在束腰平面上,并且误差分布为环形结构。研究结果表明:基模高斯光束传统表达式的最大容许误差为1%的情况,束腰半径应大于1.2倍波长;而对于最大容许误差为0.1%的情况,束腰半径应该大于3.5倍波长。2.根据光学材料非线性克尔效应理论,首次建立了强激光入射下透镜传输模型,对传统的透镜相位传递函数进行了修正,同时给出了修正传输模型所对应的数值计算方法。采用基于菲涅耳衍射积分公式的二维快速傅里叶变换算法,对三种不同类型和不同强度的入射光束下的焦斑光场分布进行了仿真计算和比较分析。同时,利用角谱理论算法获得了透镜焦平面邻近横截平面上的焦斑场分布。研究结果表明,在强激光束入射下透镜材料的克尔效应对光学透镜的聚焦性能具有影响,不仅使得透镜的实际等效焦距小于标称焦距,而且改变了焦斑的空间光场分布图案。特别对于厄米高斯光束的入射情况,这种影响更加明显。3.利用改进的盖斯贝格-撒克斯通(Gerchberg-Saxton,GS)算法获得了两种入射光场和目标光场形状分布下连续相位板相位分布函数,结合透镜的聚焦性能分析了强激光入射下相位板的非线性克尔效应对目标光场分布的影响。研究结果表明,材料非线性效应将导致最终的目标焦斑光场分布不同于预定的光场分布。