- 文献综述（或调研报告）：
（2000字以上）：在充分阅读文献的基础上，对国内外与本课题相关工作的现状、发展、水平和存在问题等进行归纳总结，应按规定格式列出参考文献（至少15篇，其中：英文文献1/5以上，论文类：刊物文献2/3以上，近5年文献1/2以上；设计类：刊物文献1/3以上，近5年文献1/3以上）并在综述中注出文献引用编号
随着激光技术的发展，人们利用偏振光感知外界的手段越来越丰富。在光的基本属性参量中，频率、振幅、相位已被深入研究，其调控得到了广泛应用。光场的常规调控主要涉及相位和振幅，其调控方法和技术取得了很大进展，但偏振相关的调控近年来才受到关注。由于矢量光束具有非均匀偏振分布的特质和潜在的重要应用价值，矢量光束的偏振调控以及偏振特性应用探索已成为当前的研究热点之一。[1]
偏振态空间均匀分布的光场被称为标量光场，相应的，偏振态空间非均匀分布的光场被称为矢量光场。矢量光场因其不同于标量光场的衍射和聚焦特性，被广泛运用在焦场调控、表面等离激元激发、微粒的光学捕获等领域。[3] 从惠更斯菲涅尔原理和基尔霍夫衍射理论发展过渡到标量衍射理论，人们对于经典衍射理论进行了完善的研究。然而在紧聚焦情况下，光束经过高数值孔径透镜进行聚焦，这种聚焦与普通聚焦相比会产生一个更小的光斑，大小可以达到波长量级。这个特殊的性质可以有效地提高聚焦成像系统的空间分辨率。更重要的是，矢量光场的紧聚焦与普通聚焦相比还会产生一个很强的纵向场分量，形成一个具有三维空间分布的焦场。此时，聚焦光束的偏振态分布已经发生了很大的变化，原来的标量衍射理论显然已经不能准确地表述了。为了计算紧聚焦后的场分布，1959年，B. Richards和E. Wolf基于Debye近似，发展了矢量衍射理论；2000年，K. S. Youngworth和T. G. Brown成功地将这一矢量衍射理论用于计算径向和旋向偏振光的紧聚焦场分布。此后，这一理论被命名为Richards-Wolf矢量衍射理论，广泛使用于计算偏振光场的紧聚焦场分布。[1-4]
尽管理查德-沃尔夫公式积分是计算紧聚焦情况下聚焦场分布的有效工具，焦场分布可以表达为一个二重积分形式。但是，数值计算这样一个二重积分是一个复杂的过程，并且只有在进行对称入射场的焦场计算的时候，二重积分可转化为一重积分计算。当入射场不存在对称性时，理查德-沃尔夫方法的计算将会非常复杂，需要的时间也更长[6]。
衍射理论作为光学的基础理论之一，是研究光束传输、控制和变换的有力工具。基尔霍夫衍射理论积分公式是最常用到的衍射公式，在所涉及的光学系统中，当衍射孔径比照明波长大得多且观察点离衍射孔径不太近时，用傍轴近似的标量衍射——菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射积分公式处理结果是很精确的。由于基尔霍夫衍射理论对边界条件过多的限制，使得存在内在的不自洽性。为了克服基尔霍夫衍射积分公式的这个缺陷，Rayleigh和Sommerfeld采用合适的格林函数，得到了衍射场波方程新的解形式，即第一类和第二类标量瑞利-索末菲衍射积分公式。[7-9]
为了充分探索和利用矢量光场，我们希望能够灵活地生成和调控矢量光场。目前已有商用的空间光调制器提供了所需的动态生成调制功能。空间光调制器由许多像素点构成，可以根据加载在其上的计算全息图对光场的相位或振幅（依空间光调制器的型号而定）进行调制。但是目前利用空间光调制器生成矢量光场的效率仍然偏低。因此，如何在兼顾灵活性的同时，提高矢量光场的生成效率，则成为一个亟待解决的问题。[4]利用空间光调制器可生成涡旋光场，它是一种波前相位面为螺旋型且中心存在相位奇点的特殊光场，与平面波、球面波波前不同。涡旋光束围绕涡旋轴旋转一周，相位变化量为的整数倍，涡旋光束在介质中的传播有类似流体旋涡的传播特性。在光束的中心相位不能准确描述，为相位奇点，中心轴上的光强为零，无加热效应、无衍射效应。光束在传播过程中其中心光强一直保持不变。涡旋光束光子拥有轨道角动量和自旋角动量，是微操纵过程中用于使微粒转动的基础。[10-13]
光镊是利用激光的力学效应，以强会聚光场或空心光泡与微粒相互作用，形成光学势阱，在微观尺度下实现对微粒的俘获，它源于A.Ashikin在1970年发现的强汇聚光场可以用来捕获微观粒子。[6]光镊的束缚力主要来自强光场中的微观粒子与光场的相互作用，主要包含梯度力与散射力，最后在各种力的平衡下形成光阱。其中梯度力来自介质小球中的电偶极矩在不均匀电磁场中受到的力，它正比于光强的梯度，指向光场强度的最大处，它的作用效果使得粒子朝向光功率密度最大的点运动。散射力就源于光在散射过程中与光子交换动量而获得，被散射的光子动量改变来自于介质对光子的作用力，作用效果是使得粒子沿着光束的传播方向运动，散射力正比于辐射强度，方向指向光束传播方向。当各种力得到平衡时，微观粒子就会被稳定的捕获，并且随着聚焦位置的移动，被捕获的粒子也可以移动。[1,5]
根据Silvia Albalagejo的实验表明，小粒子上的光力不仅包括梯度力和散射力，在非均匀螺旋分布的光场中，还存在粒子自身的自旋旋度力。并且，即使在简单的两个交叉的驻波产生的干涉光场中，它们也可能是与散射物体附近的粒子的光学控制最相关的（例如，结构的表面）。因为即使有入射的平面波的照射，散射也可能会导致干扰，而那里螺旋性是不均匀的。[11]
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