矢量偏振光束是一种偏振在空间非均匀分布的Maxwell方程组的一类解，轴对称偏振光是其中的一个特例，它在振幅及偏振态分布上均具有轴对称性。由于这种光束特殊的矢量偏振性质，近年来对于它的理论及实验应用研究正在不断开展，强聚焦的轴对称偏振光在焦点附近得到强的纵向偏振光场，由于此纵向光场的存在，焦点处可以得到极小的焦斑尺寸。这种性质使其应用于高分辨率显微成像、电子加速，表面分子光谱表征等领域。另外轴对称偏振光经衍射光学元件(DOE)调制然后强聚焦，在焦点附近形成特殊的光学结构一“光泡”和“光链”，作为一种多功能光镊，它将提供纳米介电颗粒、金属颗粒和磁性颗粒的光学操控手段。此外，这种光束在全息术，频移，材料处理，非线性作用等方面也具有潜在的研究价值。 本论文主要完成以下几个方面的工作： l、简要介绍了产生轴对称偏振光的几种具体方法，利用两个TEMo1模进行干涉是最基本的方法。半波片组合的方法、光纤激发法与双折射晶体法也是实验上常用的产生方法。 2、详细阐述了轴对称偏振光的强聚焦性质，从最初的Debye积分出发，考虑到聚焦的去偏振效应，计算得到了轴对称偏振光强聚焦后焦平面上的光场分布，并且进一步讨论了介质层界面，含有拓扑数的轴对偏振光的聚焦性质，以及高数值孔径聚焦的位相问题。 3、设计衍射光学元件整形入射轴对称偏振光波前，在焦点附近产生具有三维捕获效果的特殊反向光镊一“光泡”和“光链”。改变DOE结构可以调控“光泡”形态、大小，用于捕获不同性质的微粒。作为多点光捕获结构的“光链”，用于三维准确捕获多个粒子，且可对捕获的微粒数目进行调节。连续改变位相片的位相，“光链”会随之定向的移动，从而实现“光传输带”的多功能光镊操纵。