涡旋是一种广泛存在的物理现象。光学涡旋一般是指具有螺旋相位波前exp（ilθ）的一种特殊光场,其相位在中心处是不确定的,存在相位奇点,因此光强表现为暗中空的环形。由于光学涡旋的奇异特性,近些年来,光学涡旋在微纳操控、非线性光学、光通信等领域得到了大量的研究。表面等离激元是金属表面中的自由电子与光相互作用,所形成的一种电磁模式,其具有的局域场增强以及亚波长束缚的特性,为光学调控提供了新的可能性。时至今日,表面等离激元在超分辨成像、亚波长聚焦、光场调控、光镊等领域得到了大量的应用。三维超颖材料一般通过光与超颖材料积累的相互作用实现光场调控,一般存在较大的欧姆损耗。近些年来二维的超颖表面（metasurface）克服了上述问题,得到了大量的关注和研究。超颖表面一般是由亚波长尺寸的纳米棒、线以及孔等组成的单元按照一定的方式排成阵列,可以逐点进行光场调控,被广泛应用于光束重塑、偏振转换、成像等领域。本文主要基于超颖表面和表面等离激元研究了光学涡旋场的生成与调控,光学涡旋的拓扑荷检测以及等离激元涡旋透镜的衍生涡旋现象,具体内容为:1、研究了沿着直线以及蛇形曲线传输的类贝塞尔光束,同时在传输过程中调控拓扑荷。计算出初始相位,借助数值计算验证了初始相位的效果。将初始相位加载到超颖表面,通过时域有限差分法仿真表明,该超颖表面可以生成沿着特定轨迹传输的涡旋光,同时在传输过程中,涡旋光的拓扑荷按照预设发生变化。2、根据表面等离激元的特点,提出了一种轨道角动量检测器,实现了光学涡旋拓扑荷的近场检测。该结构的的尺寸为10μm量级,相对于超颖表面或者等离子光栅等,加工和制造都非常简单,通过观察干涉图案,不需要通过测量距离或者角度就可以直观地得到入射光学涡旋的轨道角动量值。3、研究并实验验证了广泛采用的等离激元涡旋透镜所产生的衍生涡旋现象,其在产生通常所熟知的一定拓扑荷的涡旋场的同时,衍生出的涡旋场不是单一的,而是复合的一系列涡旋,而这种现象却通常被研究者所忽视。从理论出发推导了其衍生出来的不同阶次的复合涡旋场的数学表达,随后的多组时域有限差分法仿真结果和得到的数学表达一致,最后这一现象得到了实验的验证。