位移传感技术是利用可测的物理量来与微小位移量之间形成对应关系,通过对可测物理量的测量实现位移信息的获取。根据所测物理量的种类,现有的位移传感技术主要分为电学测量和光学测量两种,实际应用中可以根据不同的需求进行选择。对于电学测量方法,常用的电学物理量有电位、电容和电感等,而光学方法所用的光学物理量有振幅、相位和偏振等。针对较高精度的位移传感,在实际测量中光物理量相对于电物理量存在一定的先天优势,例如,非接触性、抗电磁干扰和灵敏度高等,因此发展基于光学物理量测量的位移传感器将成为未来位移传感技术研究的主要方向之一。当前,光学测量的位移传感主要是通过光的振幅或者相位实现的,例如经典的迈克逊干涉仪和激光干涉仪等。最近,也有一些工作报道了通过构建具有特殊相位分布、特殊散射场分布来实现超高精度的位移传感,这些工作体现了具有特殊光学性质的结构光场在该领域广阔的应用空间。本文所用到的光自旋结构光场,通过光场内秉的自旋角动量（Spin angular momentum,SAM）和轨道角动量（Orbital angular momentum,OAM）之间的相互耦合作用,实现具有局域线性自旋分布的特殊光场,最终达到位移传感的目的。这项研究涉及到光的角动量尤其是自旋角动量的实际应用开发,所提出的位移传感系统简洁易操作,非常具有实用价值,在传感领域具有很强的应用前景。在本文中,我们利用两束带±1阶涡旋相位的角向圆偏振光经过相位±平移,实现了局部光场在某一方向成线性变化的自旋态分布,通过对自旋特性曲线的研究和分析,对实验实现的自旋结构光场的测量范围可达到1608)。本文主要涉及的内容如下:1.首先是对现阶段国内外位移传感技术的发展做了一定的简介,对比凸显出光位移传感器的优点,结合光的维度与纳米级介质颗粒对偏振光具有不同相应的特性,来说明本次研究光自旋结构与位移传感技术的可能性和必要性。2.其次是系统介绍了光的角动量及其调控、矢量奇点光束、和矢量衍射等光学理论,为构建新型光学位移移传感技术理论分析和实验提供了基础,结合光斯格明子提出特殊自旋分布光场构建。3.紧接着在提出理论模型后,基于矢量衍射和琼斯矩阵理论对其进行推导,并仿真验证理论模型的可行性.通过数据处理得到理论可探测范围。4.通过理论公式的推导和仿真验证,搭建实验系统,测得相对应的实验结果,建立模型来处理原始数据,并与验证验证理论结果,得出结论。