随着激光技术的不断发展和进步,光场本身携带的丰富信息在人们探测和感知物质世界的过程中扮演着越来越重要的角色。光场携带的信息由以下几个参量来表达:频率、振幅、相位和偏振,对这些参量的调控可以帮助我们更加充分高效地利用光场。其中对光场频率的调控涉及光的非线性过程,本文将只讨论线性过程中对光场的振幅、相位和偏振的调控。在光学的发展历程中,已经有较为成熟有效的技术来调控光场的振幅和相位,而对偏振的调控技术还不够完善,因此近年来对于偏振调控的研究正成为热点课题。偏振态空间均匀分布的光场被称为标量光场,相应的,偏振态空间非均匀分布的光场被称为矢量光场。矢量光场因其不同于标量光场的衍射和聚焦特性,被广泛运用在焦场调控、表面等离激元激发、微粒的光学捕获等领域。为了充分探索和利用矢量光场,我们希望能够灵活地生成和调控矢量光场。目前已有商用的空间光调制器提供了所需的动态生成调制功能。空间光调制器由许多像素点构成,可以根据加载在其上的计算全息图对光场的相位或振幅(依空间光调制器的型号而定)进行调制。但是目前利用空间光调制器生成矢量光场的效率仍然偏低。因此,如何在兼顾灵活性的同时,提高矢量光场的生成效率,则成为一个亟待解决的问题,这也是本文的研究主题。本文将优化设计空间光调制器所加载的光栅结构,提出更加灵活高效的矢量光场生成方法。目前已有多种动态产生矢量光场的方法,其中有代表性的一种技术是我们课题组提出的基于空间光调制器和4f系统结合的矢量光场生成方案。该方案通过将加载在空间光调制器上透射率函数的调制方式从一维发展成二维,实现了对于偏振、振幅、相位的完全调控,可以用于生成全矢量光场。这种生成方式使用加载在空间光调制器上的透射率函数来赋予光场不同的光栅结构,经过对特定级次光的操作后,再将其进行合束。在这套生成方案中,空间光调制器可以帮助我们实现不同的光栅结构,而不同的光栅结构会带来不同的效率。因此我们可以通过设计不同的光栅结构并进行分析对比,找到效率最高、使用最便捷的光栅结构,从而提高矢量光场的生成效率。本文主要研究了闪耀光栅。我们从数学角度设计了多种可能的二维闪耀光栅结构,经过数值模拟其生成效率并进行对比分析,设计出了最高效可行的二维闪耀光栅。我们又在实验上用所设计的二维闪耀光栅生成全矢量光场并进行效率测量,实验结果表明我们所设计的二维闪耀光栅可以生成全矢量光场,并且将基于空间光调制器动态调控的矢量光场生成效率从原有的2%提高到10%。