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数值孔径和曝光波长是光刻成像分辨率的关键影响因素，采用大的数值孔径和短的曝光波长可以得到更高的分辨率和对比度，但是大的数值孔径会产生偏振效应，而偏振效应会严重影响光刻性能。为了研究投影光学光刻的性能，进行偏振的分析研究变得十分迫切。根据特定的掩膜图形采用相应的偏振光束（偏振模式）进行照明，再配合离轴照明，能提高照明系统的分辨率和成像质量，因此特殊偏振模式的实现及转换方法成为研究重点。本文对于光刻照明系统中典型的偏振照明模式（X、Y偏振，X-Y偏振，Y-X偏振，径向、切向偏振）的实现及检测方法进行了研究，主要工作如下：（1）对于已有线偏振、径向偏振、切向偏振等偏振模式的产生方法进行调研，了解偏振照明的发展现状，分析各种实现方法的优缺点。（2）典型偏振模式的设计和仿真分析。一方面，设计了基于片堆的偏振纯化装置以产生高偏振度的线偏振光，并通过各器件的穆勒矩阵推导出射光的偏振度表达式。计算结果表明，通过充分利用片堆反射的s偏振光，可以提高输出线偏振光的偏振度以及能量利用率。另一方面，通过在ASAP(Advanced SystemsAnalysis Program)软件中对X-Y偏振模式，Y-X偏振模式，径向、切向偏振模式进行模型建立，确定了拼接波片的设计参数。（3）针对所设计的三种偏振器件，设计检测方案。通过了解各种偏振性能的检测方法，最终采用分振幅的方法设计检测方案，同时测得出射光的四个斯托克斯矢量，并计算偏振度等参数。（4）实验验证。通过所设计的检测方案，搭建实验平台，对所设计的偏振器件进行偏振度等偏振性能测试。（5）误差分析。主要对片堆的波片数量、波片厚度、入射角度以及入射角度的影响进行理论分析。