针对目前关于光束衍射在微光学、信息编码、信息存储以及光通信中的应用及研究中存在的问题,我们开展了如下几方面的理论和实验研究工作:(1)针对光在实际反射或传输中要受到衍射孔径或衍射光学元件有限边界的限制,本文首先借助于贝塞尔函数的性质理论分析了圆孔衍射,包括沿传输轴上的衍射、圆孔边界投影处的衍射以及横向衍射,并提出了圆孔衍射的三维光强分布的近似解析解.利用菲涅尔的半波带理论对圆孔的横向衍射和轴上衍射的内在联系进行了合理的解释.其次我们也研究了有波差的光束经圆孔的衍射,讨论了波差对圆孔的菲涅尔衍射、夫朗和费衍射以及远场发散度的影响.(2)在远距离激光通信和诸多信息处理的应用中,激光器的工作模式大多为基模,该模式下的光束可用高斯光束来描述,为此我们研究了圆孔限制下高斯光束在菲涅尔衍射区和夫朗和费衍射区的衍射.(3)针对光束在微光学中的应用,本文特别研究了衍射极限范围内高斯光束的空间整型.针对G-S算法在小范围内运行时收敛速度慢的特点,本文提出了反向传递优化算法获得位相补偿的衍射光学元件的结构,将高斯光束整型为衍射极限范围内的平顶分布、环状分布以及两环结构的衍射光强分布.(4)部分相干光理论适用于任意发光类型光源发出的光波的传输,而光栅的泰伯效应又在光学信息处理中具有举足轻重的地位,为此本文首次利用部分相干光理论研究了光源的相干性对光栅泰伯效应的影响,得到了适用于任意发光类型多色光源照明下光栅菲涅尔衍射光强的一般公式,并分别对光源的发光尺寸和频谱分布对光栅泰伯效应的影响进行了讨论.(5)超短脉冲激光光束包含丰富的频谱,而体光栅具有波长选择性的特性,不言而喻,体光栅必将限制超短脉冲激光光束衍射的频谱成分.本文首次研究了考虑介质色散效应时超短脉冲激光光束经体光栅的衍射.(6)此外还进行了卫星激光通信的其它研究工作.