几何和拓扑在物理中一直扮演着重要的角色。近年来,拓扑学也进入了磁学领域,其研究主要集中在拓扑磁结构的形成、稳定和操控方面,这些研究成果为自旋电子学的发展和新型功能器件的开发提供了新的物理思路。相比于拓扑平庸的磁构型,拓扑磁结构具有更好的稳定性、非易失性以及可调控性。此外,由于拓扑磁结构具有稳定状态下的高势垒特性,在不破坏拓扑构型的前提下,其中激发自旋波的外场强度和温度都有更大的能量可调区间,这也意味着拓扑自旋波调控性质的增强。对低能外场条件下拓扑磁结构中自旋波的传播、干涉、衍射和读写等物理性质的研究,是目前自旋波研究的热点,具有深刻的物理意义和可期的应用价值。在本论文中,我们从描述磁性材料性质的相互作用哈密顿量出发,分析了磁性拓扑结构的微观起源、相互作用和磁性拓扑结构的稳定条件和调控性质。携带自旋和电荷的电子,是凝聚态材料中磁性的主要物理来源。而磁性材料中拓扑磁结构的形成是局域和巡游电子的各种相互作用竞争的结果。磁性涡旋和斯格明子是两类典型的拓扑磁结构。这两种结构的形成是交换相互作用、DM(Dzyaloshinsky-Moriya)相互作用、各向异性场、外磁场、偶极场以及温度共同作用的结果。通过细致的研究,我们确定了磁性涡旋和斯格明子在两种或多种场相互作用下的基本相图。基于微磁学模拟和初步开展的实验,探讨了这两类拓扑磁结构的极性和手性在电流和磁场下的快速且稳定翻转的实现可能。其次,在拓扑磁结构形成的基础上,我们还对几种拓扑构型的可能自旋波激发模式进行了研究。通过外部磁场、电场、电流以不同的物理机制对拓扑磁结构施加影响,激发出了各种局域和全域的自旋波模式。我们发现拓扑磁结构中激发的自旋波将携带一类新的物理自由度——轨道角动量。轨道角动量具有很强的鲁棒性,其大小不会随着概率流密度的衰减而减小。基于Aharonov-Casher效应,我们可以实现电场对自旋波的内禀轨道角动量的连续调控。自旋波的拓扑属性的电流/自旋流调控的实现为新型逻辑器件的设计和实现提供一个全新、易实现的物理途径。