光学涡旋因是具有螺旋型相位波前和相位奇点的光束,对光学涡旋场的产生、传播及其与其他光场的相互作用有重要的研究意义。光学涡旋具有非零的轨道角动量,在对粒子的微操纵和量子通信领域有重要的研究价值,已经成为光学的一个重要的研究分支。光学涡旋阵列是一系列周期性排列的光学涡旋,能够一次性的对多个微粒进行微操纵,而且涡旋阵列中的多个光学涡旋可以携带不同的信息,因此光学涡旋阵列具有重大的应用前景。利用光学涡旋和光学涡旋阵列测量物体的微小变形成为近几年的研究热点。本文介绍了几种产生光学涡旋及光学涡旋阵列的方法,重点对利用计算全息光栅法产生光学涡旋和利用泰伯效应产生光学涡旋阵列进行了理论研究和讨论,并模拟研究了利用光学涡旋和光学涡旋阵列测量物体变形,取得了一些创造性的成果。主要研究内容和工作如下:1.利用计算全息光栅法(CGH光栅法)产生光学涡旋——拉盖尔-高斯光束,并将其应用于物体的变形测量。设计产生了二元叉形光栅,并设计了产生光学涡旋的实验光路,理论推导了利用产生的拉盖尔-高斯光束测量物体的离面位移的公式。通过仿真模拟证明了该方法是可行的。2.研究了光学涡旋阵列的产生方法。对泰伯效应进行了研究,设计了光学涡旋阵列的相息图,利用液晶空间光调制器能够对光波进行实时动态的调制的特性,基于泰伯效应产生光学涡旋阵列。3.利用光学涡旋阵列测量物体的形变。利用设计的光学涡旋阵列相息图产生光学涡旋阵列,并模拟了利用光学涡旋阵列测量物体的形变的实验。通过仿真模拟证明了该方法的可行性。