随着激光技术的发展，在光的频率、振幅和相位已经被深入研究并取得广泛应用的同时，人们越来越多地依赖偏振光自身携带的丰富信息作为探索和感知物质世界的手段，光的偏振特征的研究和利用越来越受到广泛关注。通过在传统光学技术中融合偏振信息导致了包括空间通信、遥感、目标识别分类、环境系统检测、生物医学诊断、工程材料测试等众多领域技术瓶颈突破。然而，由于对光场偏振态的分布特性缺乏理论研究，与光场偏振态的高自由度特性相比，目前的工程应用仅仅利用了偏振所携带的最基本的信息，仍然大量信息无法利用。为了更充分的利用偏振信息，研究光场偏振态分布规律成为亟待解决的问题。针对这些问题本文对光场偏振的奇异特性、偏振奇异的调制方法、检测方法展开研究。　　对于光场偏振奇异特性的研究主要围绕随空间位置变化的圆偏振奇异和线偏振奇异以及它们周围偏振椭圆的分布规律展开研究。对于傍轴近似下光场的偏振椭圆场，引入了Pq表示法来描述电矢量，并基于这一表示法定义了圆偏振奇异和线偏振奇异;接着将偏振奇异点及其周围的偏振椭圆看作整体，借助奇异光学理论研究了偏振奇异的结构模式和描述属性，并给出了琼斯参量下不同偏振奇异模式的判别方法。为了描述不同偏振奇异模式的统一表达形式，采用将偏振奇异光场分解到正交的圆偏振矢量基下，讨论了这种形式所能表示各偏振奇异模式的条件和概率;进一步又将偏振奇异光场分解到正交的线偏振矢量基下，借助于辅助线和坐标系的建立，得到了偏振奇异场内振幅和相位的分布规律。对于非傍轴近似下光场的偏振椭圆场，在Pq表示法的情况下定义了真圆偏振奇异和真线偏振奇异，给出了真圆偏振奇异周围椭圆长轴构成莫比乌斯环带结构;接着基于瑞利一索末菲矢量衍射理论，研究了双孔衍射近场内真偏振奇异的分布情况，发现真圆偏振奇异周围椭圆长轴并没有构成莫比乌斯环带结构，对导致这一异常结构的原因进行了分析;此外，由于瑞利一索末菲矢量衍射公式是在使用了基尔霍夫边界条件情况下推导得到，因此对瑞利一索末菲矢量衍射公式的可信区间进行了讨论。　　为了实现光场偏振态的检测，引入了Stokes参量表示法，推导了Stokes参量空间下偏振奇异的定义式和不同偏振奇异模式的判别公式;接着讨论了基于Stokes参量的光场偏振态检测方法，分析了旋转光学元件法导致的光束横向错位的原因，并基于这些分析设计了可以校正这些横向位移的光场偏振态检测系统，通过实验证明了这一实验系统的可行性。偏振奇异光场的调控方法是本文的另一重要组成部分，提出了三种偏振奇异场调控方法;其中三光束干涉法可以生成阵列分布的偏振奇异光场，并且总结了这一方法能够生成的阵列结构;基于对偏振奇异模式振幅和相位的分析，通过构建振幅和相位实现了生成单一偏振奇异模式，并且可以任意调控模式内由圆偏振奇异点发出的直线位置。　　所得结果为更深入地研究偏振所携带的信息提供了理论依据。