光子晶格（Photonic lattice）是一种利用周期性变化电磁介质进行光控制的人工微结构。自1987年提出就引发了国内外电磁学、光学等领域的研究热潮,至今已有30多年历史。多样的晶格结构带来了新颖且复杂的能带体系,研究者陆续在多边形晶格、Kagome晶格、石墨烯晶格、Lieb晶格和梯度晶格等结构中观测到了丰富的光调控性质,例如无衍射传输、离散光孤子、光子局域、拓扑边缘态和谷量子霍尔效应等。最近,梯度和莫尔结构的光子晶格引起了研究者的兴趣,例如梯度光子晶体在太阳能器件和拓扑光子学中表现出潜在的应用,光子莫尔晶格现出光局域-非局域转化、控制光孤子形成等线性和非线性行为。正是可控的晶格结构让光子晶格研究历久弥新。在晶格制作方面,光诱导法作为一种数字全息技术与弱光非线性效应结合起来的方法,应用越来越广泛。该方法将事先制作的晶格光场诱导进光折变晶体中,一步快速实现大规模光子晶格和三维晶格的制作。相应地,研究者们致力于设计新型结构的诱导光——晶格光场。梯度和莫尔结构在光调控领域有着巨大潜力,然而莫尔晶格光场的梯度结构尚未被研究。针对这一新兴领域,本文提出了一种产生梯度莫尔晶格光场的方法。从离散无衍射光场干涉叠加方式出发,推导了不同周期莫尔晶格光场的叠加条件,根据振幅调制原理设计了包含多种莫尔结构的梯度光场;从模拟和实验两方面研究了梯度莫尔光场的相位、旋转对称性、无衍射和自修复等性质,为光子莫尔晶格的梯度研究打下了基础。相关工作内容如下:1.基于无衍射光束叠加理论,推导了“N+N”型莫尔光场表达式,分别计算了“3+3”、“4+4”和“6+6”型莫尔光场周期性与扭角的关系,推导了莫尔光场叠加的周期性条件,结果表明,在一定的扭角范围内,“3+3”和“6+6”型莫尔光场具有相同的周期性,为包含多种莫尔结构的梯度场设计奠定基础。2.将晶格光场振幅调制原理拓展到莫尔光场,设计含有3种莫尔结构的梯度波场,分析了其相位和频谱旋转对称性,提出了周期性条件的一组特殊解（扭角）,使得两种扭角下莫尔结构相同但旋转30°。特殊扭角的运用让光场莫尔结构组合更加灵活。3.利用全息法在实验上产生了所设计的梯度莫尔光场,模拟和实验结果表明,梯度和莫尔结构是可控的,莫尔结构可以通过子光束的相位差进行控制。实验上验证了梯度莫尔晶格光场的无衍射和自修复特性。4.利用数字相位技术,设计含缺陷的莫尔光场用于自修复性质的研究,模拟和实验结果表明,在无衍射传输范围内,莫尔光场存在一个正相关于缺陷半径的最小自修复距离,这与圆锥波场动力学的计算结果一致。此外,实验结果显示,缺陷自修复是“先修复中心再修复边缘”的过程,这一特点不受缺陷大小、形状、位置和莫尔结构的影响。