本文首先从热致非线性的建立时间、激光脉冲宽度和热扩散时间的大小关系来划分准态、瞬时和稳态条件。根据热致非线性折射率的求解，提出折射率不随时间变化的SRM模型和折射率随时间变化的VRM模型，理论模拟热致非线性作用下Z-扫描曲线。然后，对有机分子溶液和激光相互作用时能级跃迁导致热效应的起源做精确计算，将热致非线性和光克尔效应、双光子吸收、基态激发态非线性耦合，给出综合非线性效应下Z-扫描理论模型。另外，本文将热透镜模型、Sheik-Bahae体系和SRM模型作对比，通过理论曲线和实验数据的拟合证明SRM模型的计算结果更加精确。最后，推导了ps/ns脉冲序列和单脉冲激光作用的区别，理论曲线揭示ps/ns脉冲序列间的热积累效应决定Z-扫描曲线的形式，这种热积累来源于脉冲之间的慢速热弛豫。