随着互联网等领域的发展,人类社会已经步入了大数据时代,海量信息的增长也随之而来,这给信息存储领域带来了发展机遇的同时也带来了严峻的挑战。传统的存储方式难以满足大数据时代海量信息存储的需求,因此发展新一代信息存储技术刻不容缓。光信息存储技术的兴起与发展成为解决海量信息存储行之有效的方案之一。由于光具有丰富的物理维度,如:幅度、相位、角动量、偏振等等,把这些物理维度用于信息复用存储能够极大地增加复用通道数目从而提高存储容量,这在满足海量信息存储需求方面具有较为广阔的应用前景。常规的光信息存储技术大多是基于高斯光束与物质之间的相互作用实现的,利用高斯光束的波长和偏振等维度结合空间三维来实现多维光存储。而相对于高斯光,柱状矢量光具有更加丰富的偏振特性。本研究拟利用柱状矢量光的这些特性,实现基于柱状矢量光与物质相互作用的高密度光信息存储。本论文的主要内容如下:一、结合完整柱状矢量光束以及偏振片的琼斯矩阵获得了部分柱状矢量光束的数学表达式,并结合已有的矢量光紧聚焦理论研究,推导出部分柱状矢量光束的紧聚焦过程并得到相应的紧聚焦结果。利用仿真软件画出部分柱状矢量光在焦平面的电场以及矢量场分布,分析其应用于光存储领域的可行性以及优势,并画出了其沿传播方向的切面图,分析其传播特性。二、建立了简化的耦合无序金纳米棒模型,便于通过调整模型的参数来模拟耦合无序金纳米棒系统的复杂特性。使用时域有限差分方法对部分柱状矢量光束与耦合无序金纳米棒模型之间的相互作用进行计算,通过分析模型相应的响应特性验证了基于部分柱状矢量光束与耦合无序金纳米棒相互作用的光信息复用存储的理论可行性,并探讨了耦合强度对它们之间的相互作用的影响,获得了理论上可行的波长以及偏振复用间隔。三、简单介绍了金纳米棒样品制备、实验光路设计和搭建以及二进制信息准备等实验前的准备工作,通过实验证明了柱状矢量光束用于光信息复用存储的可能,并通过激光能量、波长复用间隔等参数的优化,获得了误码率较低的复用存储结果。此外,通过实验证明了本文提出的基于部分柱状矢量光束的高密度光信息存储,探索了该技术在偏振维度复用通道数目的极限,相关的实验结果刷新了基于金纳米棒的多维光存储技术存储面密度的记录,达到3Gbits/cm~2,最后对该技术的进一步发展进行了展望。