偏振是光束的重要性质之一，矢量光束的偏振与一般的偏振态均匀分布的光不同，它的偏振在空间是呈非均匀分布的,圆柱矢量光束作为矢量光束的一种，它的振幅及偏振态均是轴对称分布。经过高数值孔径透镜强聚焦作用后，圆柱矢量光束在焦点附近得到较强的纵向偏振光场分量，因而在焦点处得到很小的焦斑。这种性质可以应用在高分辨率成像、光镊系统，数据存储等领域。另外，广义的圆柱矢量光束可以分解为径向偏振分量和角向偏振分量，通过调节径向偏振分量和角向偏振分量的比例，可以进行焦斑整形，以期达到平顶光束效果。矢量光束研究涉及的内容比较广泛，且极具科研价值,近年来对它的理论和实验研究仍在不断开展。本研究主要包括以下几个方面的内容：1、基于矢量衍射理论，简要介绍了三类圆柱矢量光束——径向偏振光、角向偏振光和广义圆柱矢量光束。从Debye积分出发，分析计算了这三种光束强聚焦后焦平面上的光场分布，并讨论其聚焦特性，同时介绍了圆柱矢量光束的一些应用。2、使用纯相位元件，将圆柱矢量光束的波前相位进行分区调制，其调制成两部分，中间圆部分和外环部分，增加相位为л的中间圆部分的半径，对焦点区域的径向偏振场和纵向偏振场的最大强度比进行了研究，可以根据应用需要来改变强度比。3、针对圆柱矢量光束设计了一种余弦函数形式的连续相位滤波器，该滤波器对缩小径向偏振光的横向焦斑有明显的效果，实现了径向偏振光束的横向超分辨。4、利用广义圆柱矢量光束进行焦斑整形，广义圆柱矢量光束可以分解为径向偏振分量和角向偏振分量，通过调节径向偏振分量和角向偏振分量的比例，可以进行焦斑整形，得到平顶光束。分析了不同数值孔径系统下达到平顶焦斑的径向偏振分量和角向偏振分量的变化关系。