随着激光技术的飞速发展,光与物质的相互作用成为人们研究的热点之一,特别是以光子晶体和微纳结构为代表的新型材料的出现,为光与物质相互作用研究注入了新的活力。作为一种各向异性介质,晶体对光场的传输特性有很大的影响,在各类激光器和光电器件中得到了广泛的应用。近年来,矢量光场由于其特殊的偏振态分布和焦场特性,在光学微操纵、单分子成像、表面等离激元学、激光微加工、超分辨显微等领域发挥着巨大的作用。研究矢量光场在单轴晶体中的传输特性必定会产生很多新的现象和效应。事实上,人们已经开始研究利用单轴晶体来调控矢量光场的光强分布和偏振度分布,但还只是局限在偏振态单一的局域线偏振矢量光场。本论文基于傍轴矢量传输理论,对拥有复杂偏振态的杂化偏振矢量光场和杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中垂直于光轴的传输特性展开了深入的研究,主要研究内容如下:1.介绍了光束在单轴晶体中沿着光轴传输和垂直于光轴传输的研究现状,并且对矢量光场的相关概念作了简单介绍。随后简述了各向异性晶体的光学性质,并给出了光束在单轴晶体中分别沿着光轴和垂直于光轴传输的傍轴矢量理论,为研究杂化偏振矢量光场和杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中的传输提供了理论基础。2.基于光束在各向异性单轴晶体中垂直于光轴传输的傍轴矢量理论,研究了杂化偏振矢量光场在单轴晶体中垂直于光轴方向的传输特性。在理论上详细地推导出了杂化偏振矢量光场在单轴晶体中垂直于光轴方向传输的解析表达式。运用数值模拟计算方法,我们研究了各向异性介质对杂化偏振矢量光场的对称性和偏振特性的影响。结果表明,改变光场的光束尺寸、传输距离以及单轴晶体的e光和o光折射率比值(ne/no)等不同的物理参量,对杂化偏振矢量光场在单轴晶体中的强度分布、偏振态分布以及自旋角动量分布有很大的影响。此外,杂化偏振矢量光场的偏振态在单轴晶体中传输时会随着传输距离的增加而发生旋转。根据这一现象我们进行了实验验证,结果表明,在单轴晶体中传输前后,杂化偏振矢量光场的整体偏振态旋转了一定的角度,并且和理论预测值相一致。3.基于光束在各向异性单轴晶体中的傍轴矢量传输理论,对杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中垂直于光轴方向的传输特性进行了研究。根据傍轴矢量模型,通过计算得出了杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中传输的具体表达式。基于理论模拟,我们研究了光束尺寸、传输距离以及单轴晶体的e光和o光折射率比值(ne/no)对杂化偏振矢量涡旋光场在单轴晶体中的强度分布、偏振态分布以及自旋角动量分布的影响。此外,还观察了各个分量的相位分布在不同影响因素下的演变规律。研究结果与杂化偏振矢量光场在单轴晶体中的传输作了简单对比。