矢量光束是指同一时刻的波前不同位置具有不同偏振态的光束。这一概念是基于标量光束提出的，例如线偏振光束、圆偏振光束、部分偏振光束或椭圆偏振光束都是均匀分布的标量光束。均匀分布的偏振光在以往的科学研究中受到关注，但是矢量光束偏振态的分布是随着空间的变化而变化的，这种独特的性质使矢量光场具有许多潜在的应用价值，所以，人们非常重视矢量偏振光束特性的研究及应用前景。　　本论文主要内容如下：　　(1)介绍了矢量偏振光束的定义、分类、研究意义、发展现状及应用前景。　　(2)介绍了正弦与亥姆霍兹条件下的切趾函数，B. Richards和E. Wolf的矢量衍射理论，由此推导出矢量偏振光束在高数值孔径聚焦场的数学表达式。　　(3)介绍了衍射光学元件的概念、研究进展、主要特点及其应用。衍射光学元件通过对入射光束的位相进行调制来有效控制焦点处的光场强度分布，将光束的焦深拉长，减小焦斑的直径，也就是在光轴方向形成平顶型光场分布。　　(4)对位相型衍射光学元件调制径向偏振光、广义轴对称矢量偏振光的相位分布，聚焦的性质进行了研究。采用理查德-沃尔夫矢量衍射理论进行仿真模拟,结果表明可以使用径向偏振光和广义轴对称偏振光入射聚焦形成但光泡和双光泡，即中心光强为零的暗斑，周围有较强光强。选择适当参数，同时入射这两种光束也可以形成双光泡。　　(5)对径向偏振光、轴对称矢量偏振光聚焦形成平顶型光场的原理进行了分析。利用相位型衍射光学元件调制，选择适当的参数，聚焦获得平顶型光场。设计了复振幅型的衍射光学元件，使用它聚焦径向偏振光得到大焦深的平顶光场。同时，我们发现增加衍射光学元件的同心圆环的数量也会使焦斑延长，并且变得更细，也就是说多区间的衍射光学元件对于平顶光场具有优化作用，这对于材料加工方面有比较重要的意义。