1989年,法国物理学家P.Coullet提出这样一种光场,其具有类似流体动力学中涡旋的性质,并把它命名为光学涡旋（Optical vortices）。1992年,涡旋光最重要的性质,即携带轨道角动量（OAM）,被英国物理学家L.Allen发现,这类光束的典型代表就是拉盖尔-高斯（LG）光束。光学轨道角动量概念的提出焕发了涡旋光束在理论探究和实际应用上的强大生命力。涡旋光在光通信、量子纠缠、新的非线性光学效应、微纳机械加工、超分辨成像和光镊等领域都具有重大应用价值。本论文首先介绍了涡旋光束的概念及应用价值;其次,总结了本论文所涉及的光学基础理论;再次,从涡旋光束以及轨道角动量的应用出发,首次提出一种腔内直接产生正交双波长涡旋光束连续激光及正交双波长涡旋脉冲激光的方法;最后,利用柱透镜,通过设计简单的平凹线型腔,在腔外实现高重频自锁模涡旋激光器。具体研究内容如下:第一章,主要论述了涡旋光束的概念及应用价值,并总结了产生与验证涡旋光束的方法,最后总结了涡旋光束的发展历程。第二章,主要涉及激光谐振腔理论的分析,首先讨论了涡旋光束阈值理论,接着分析了正交偏振双波长激光理论,最后讨论了自锁模激光理论中关于非线性特性的问题。第三章,主要是关于正交偏振双波长涡旋脉冲激光的实验,研究工作包括以下几个方面:在Pr:YLF激光谐振器内部,（1）仅通过调节折叠镜实现橙光正交偏振双波长激光器;（2）仅通过正交旋转激光增益介质直接获得涡旋光束;（3）借助于Co:ASL饱和吸收体,不仅在连续激光模式下,而且在被动调Q模式下实现了双波长Pr:YLF涡旋激光器。第四章,主要研究内容是关于高重频涡旋自锁模激光器的实验设计和性能实现。研究工作包括以下几个方面:（1）激光谐振腔采用的是比较简单的平凹腔;（2）通过调节激光腔长,微调输入输出腔镜及晶体角度,得到了直接在谐振腔中产生厄米-高斯自锁模涡旋激光的方法;（3）最后对双柱透镜作为模式转换器将HG模式转换为相应LG模式,从而实现腔外高自锁模涡旋激光。