在远场中,使用微小位移进行传感是各种光学应用的核心,偏心效应带来的离轴位移影响着光学涡旋的部分特性,相干结构的存在又会影响光学涡旋的变化。远场光学的测量受到恶劣环境的影响,在这些环境中,扰动和散射破坏了光场的相干性,并导致光学相位信息的消失。在低相干度情况下进行精密光学测量仍然具有挑战性。本文探索了一种新的物理检测方式,以用于在低相干度情况下进行精密的光学传感。这个方式是利用相干涡旋的偏心效应。相干涡旋是一种特殊的光学涡旋,在两点关联函数中具有螺旋相位。本文提出了一种结合生成和探测相干涡旋的方法。在此方法的基础上我们测量了相干涡旋的振幅和相位分布。实验结果表明,对于部分相干的涡旋光束,通过选择正确位置的一阶相关图像进行检测,空间相干性对奇异点的位移的会变得更加敏感。结果表明,相干涡旋探测作为一种用于精密光学测量的方法是有研究价值的。论文主要包括以下几个部分:1.介绍了光学涡旋和相干涡旋的研究背景以及在国内外的发展和研究现状。2.主要介绍了光学中的近场菲涅尔衍射和远场夫琅和费衍射,以及常见的涡旋光束的物理表达式,并且介绍了光学涡旋和相干涡旋的数学模型以及偏心高斯涡旋光束的数学模型等一些理论知识。3.我们将等效张量法（ETA）对部分相干光场的表述推广到部分相干涡旋场,并对不同相干度下偏心涡旋光的传输进行了模拟。理论结果显示光场相位中心与振幅中心的偏离将造成光强分布的不对称-偏心效应。这种不对称随偏离距离增加而线性增加。当光场退化到弱相干情况时,这种光强的不对称效应消失。在关联函数表象中,光场仍存在空间分布的不对称性。这种不对称性与离轴距离在一定条件下存在线性关系。为了阐明偏心效应对光场涡旋谱的影响,本文推导了部分相干涡旋光的涡旋谱表达式,并对相干度和偏心距离对偏心效应的影响进行了分析。4.实验产生偏心部分相干涡旋光,并对其光强和关联函数分布情况进行实验测量。结果表明,完全相干情况下,高斯涡旋光在涡旋相位偏离光轴中心后,其光强分布出现不对称性。部分相干情况下,偏心位移对高斯谢尔模涡旋光光强不对称性的影响减小;在中心关联函数表现中,偏心位移造成的不对称现象可以被观测到。