涡旋光束是一种螺旋相位结构的光场,其具有独特的环状光强分布以及光子轨道角动量,使其在光学微操纵、生物医学以及量子通信等领域都得到了广泛的应用,成为了现代光学研究中的一个重要分支。本论文重点研究了涡旋光在物体成像中的应用,并利用涡旋光的螺旋相位和环形光强提高了物体的成像质量。研究了涡旋光的基本理论以及几种常见的涡旋光产生方法。利用全息干涉理论分析了涡旋光与平面波和球面波的干涉特性,为探测涡旋光拓扑电荷数以及计算全息法生成涡旋光提供了理论基础。利用衍射理论数值模拟了涡旋光在传输过程中光强和相位的变化,作为涡旋光暗场照明成像的理论基础。利用径向希尔波特变换分析了螺旋相位滤波器的基本原理,并且建立了光学4f滤波系统的数字模型,数值模拟了螺旋相位滤波器分别对振幅型和相位型物体的滤波成像特性,并分析了正弦型光栅和闪耀型光栅对螺旋相位滤波器的影响,发现闪耀型光栅能够明显地提高物体成像质量,通过实验结果验证了上述两种光栅对于螺旋相位滤波器的影响,并且证明了螺旋相位滤波比普通暗场滤波成像的质量高。通过将涡旋光的环形光强与暗场成像原理结合,设计了一种基于涡旋光照明的暗场数字全息显微的方法,搭建了相应的暗场数字全息成像系统,采用690nm的小球为实验样品,通过小球明暗场的数字全息再现像分析对比,证明了该方法可以有效地提高数字全息系统的分辨率,并且增强了物体成像的对比度；同时,研究了利用普通透镜和涡旋光照明来实现大尺寸物体暗场数字全息成像的方法,同样提高了物体成像的质量。