随着空心光束(Dark hollow beam, DHB)在微观粒子的引导、准直,光学囚禁以及超分辨荧光显微成像等方面应用不断深入,DHB的获得方法显得日渐重要。如何建立一种结构简单,中心暗斑尺寸可控的实验方法成为DHB应用中的关键。文中提出了一种新的利用自相位调制(Self-phase modulation, SPM)获得DHB的方法。首先从理论和实验两个方面研究了入射激光频率、功率和样品的温度、位置对SPM效应的影响特性。在此基础上,探索出获得DHB的实验方法。并对DHB的偏振及传输特性进行了研究。具体工作如下：以铷(Rb)原子为样品,首先研究了入射激光频率失谐量△对SPM效应引起的远场衍射图样特征的影响。结果表明,当△=±0.7 GHz时,在远场观察到最明显的衍射图样。接着,在Δ=0.7 GHz的条件下,研究入射激光功率P及样品温度T、位置对远场衍射图样的影响。研究发现,随着P、T的升高,远场衍射图样的环数增加,但中心亮暗并不发生改变；并且当样品的前端面位于正半轴时衍射圆环中心为亮,负半轴时为暗。最后,根据SPM效应引起的三阶非线性极化率系数n,的表达式计算出90℃,100℃和105℃时Rb原子的n,分别为0.8×10-16cm2/W、1.5×10-16cm2/W和2.0×10-16cm2/W。本研究可以帮助人们系统地了解SPM效应引起的远场衍射图样随实验参数的变化情况,对DHB的获得具有指导意义。基于对SPM效应的研究,确定合适的参数使得远场出现一个中心为暗的单圆环衍射光束。通过改变透镜焦距以及样品位置研究DHB中心亮暗以及光斑尺寸大小的变化。结果表明,当样品位置固定时,随着透镜焦距的减小远场衍射图样中心暗斑光强变小,几乎为零,而暗斑尺寸变大；此外,在透镜焦距一定的情况下,随着样品远离透镜焦点,远场衍射图样中心暗斑光强和暗斑尺寸均变小。本研究证明了利用SPM获得中心暗斑尺寸可控的DHB的可行性。最后以Rb原子SPM获得的DHB为研究对象,探讨了所得DHB的偏振及传输特性。研究表明,SPM法获得的DHB为线偏振,偏振方向和入射激光的偏振方向相同；并且DHB在自由空间传播时,在较长的传输范围内中心暗斑的空心性不发生改变。DHB的这些特性使其具有较强的应用价值。