Разработан аналитический метод исследования нелинейной динамики короткого импульса в градиентном волноводном слое, учитывающий наличие оболочечного слоя и продольную неоднородность обоих слоев. Выбором подходящего представления поперечного профиля показателя преломления обеспечено описание модовой структуры импульса с помощью гипергеометрического уравнения. Показано, что огибающая импульса удовлетворяет обобщенному нелинейному уравнению Шредингера, коэффициенты которого являются функциями от продольной координаты и выражаются через показатель преломления волноводного слоя и оболочки.