سالیتون های نوری به امواجی گفته می شود که ضمن انتشار، شکل خود را حفظ می کنند و دچار اعوجاج و شکافتگی نمی شوند. بسته به این که پایداری این گونه موج ها در حوزه ی زمان یا فضا باشد سالیتون زمانی یا فضایی خواهد بود. گلوله های نوری سالیتون های فضازمانی هستند که بدون تغییر شکل فضایی و زمانی در محیط های غیرخطی و پاشنده منتشر می شوند و از معادله ی غیرخطی شرودینگر پیروی می کنند. در این پایان نامه، ابتدا به بررسی مفاهیم اولیه مورد نیاز در اپتیک غیرخطی و فیبرهای نوری، پرداخته و معادله ی غیرخطی شرودینگر را که سالیتون های نوری پاسخ های ممکن آن است معرفی کرده ایم. با حل عددی این معادله، اثرهای پاشندگی، غیرخطیت های مختلف و تغییر شرایط اولیه و همچنین محیط های لایه بندی شده را بر انتشار و پایداری این گلوله ها بررسی و شبیه سازی شد. افزایش ابعاد معادله ی غیرخطی شرودینگر برای انتشار گلوله های نوری در محیط کِر، به ناپایداری آن می انجامد و پایدار نگه داشتن فضا-زمانی این موج ها، نیازمند تغییر شرایط اولیه یا نوع محیط انتشار است. در نهایت ضمن معرفی کلیدزنی تمام نوری در مزدوج های موازی به بررسی کلیدزنی با گلوله های نوری پرداخته ایم و نشان داده ایم که گلوله ی نوری در موجبر تخت با غیرخطیت کِر نمی تواند تشکیل کلید تمام نوری صفر و یک دهد و تنها به یک تقسیم کننده ی 50-50 می انجامد.