涡旋光束是奇异光束中的一种,其光强呈环状分布,具有螺旋的波前结构和确定的轨道角动量特性。它所固有的这些特殊性质引起了学术界的高度关注,使其在诸如光学微操控技术、量子通信和信息传递领域等方面具有潜在应用价值,光学涡旋的研究已成为一个飞速发展的光学前沿热点。近几年,研究者们针对涡旋光的产生方法,拓扑数的测量技术等方面进行了深入的研究。本文的主要工作是：概述了涡旋光的发展史、现状及其应用,介绍了本文所用到的主要器件和软件。详细阐述了涡旋光的基本理论,列举了实验室中常用的几种产生涡旋光的方法,针对其产生的原理进行理论分析,并给出相应的仿真结果。详细阐述了本文所采用的产生涡旋光的方法一一基于空间光调制器的计算全息法,及计算全息图的制作方法,搭建出实验光路,并获得与理论相符实验结果。叙述了光学基本理论中的干涉和衍射理论,从而进一步描述了基于这两种理论而设计出的几种测量涡旋光拓扑电荷数的方法及装置。对目前常用测量涡旋光拓扑电荷数的圆环孔径衍射法、三角形环孔衍射法进行了理论分析、光路设计及仿真,获得了与理论相符的结果。在以往研究者的工作基础上,提出了基于五角星环孔衍射法测量涡旋光拓扑电荷数,对该方法进行了理论推导,光路设计及仿真,仿真结果可用于判断拓扑电荷数。此外,对现有的杨氏双缝干涉法测量拓扑电荷数的装置提出了改善,设计中首次考虑了涡旋光束在传播过程中的等相位线畸变的影响,将马赫-曾德尔干涉仪与双缝干涉法结合,有效克服了等相位线畸变对观察效果的影响,通过对实验过程进行模拟仿真,得出的结果与理论相符,可实现对涡旋光拓扑电荷数的快速识别。设计了一种基于磁光效应的矢量偏振光束转换系统,可实现径向偏振光束与角向偏振光束的转换,对其磁光调制和矢量光束的基本理论进行了概述,设计了实验光路,并仿真出了实验效果图,为下一步实验提供参考。本文主要针对涡旋光的产生、其拓扑数的检测与其相互转换进行了系统的研究,提出了两种检测涡旋光拓扑数的方法,五角形孔径衍射法与基于马赫-曾德尔干涉仪的杨氏双缝干涉法,其中,在双缝干涉法中,仿真了相位畸变后的涡旋光的干涉条纹,这有助于预测实验室中可能得到的结果与现象分析。提出一种基于磁光调制的矢量光束转换系统,可快捷地实现角向偏振光与径向偏振光的转换。