随着纳米光学和光子学器件的高速发展，如何获得器件的高容量、高密度、和高分辨率信息传送将是至关重要的课题。对于许多纳米光学和光子学器件而言，光学系统中光斑的尺寸和光场强度决定了器件的最小特征尺寸和加工分辨率。目前，对于纳米尺度光场的获得和调控主要有以下两种方法：第一种是远场调制技术，即传统显微物镜的聚焦，也就是指对入射到显微物镜的入射光束进行振幅，相位和偏振态的调制和滤波。一般来说数值孔径越大，波长越短，则光斑越小；第二种方法就是近场聚焦技术，即表面等离子体透镜对表面等离子体波在近场中心附近的干涉，增强和聚焦技术。所谓的表面等离子体透镜就是将沿金属表面传播的等离子体波聚焦在纳米尺度范围内的微结构。对于远场调制技术，即通过对入射高数值孔径物镜的光束进行调控，模拟出了一些纳米级的特殊形状的焦点，这些特殊形状的焦点在实际应用中都有其非常重要的作用。首先，模拟出了完全螺旋焦点。因为大分子如DNA的机械特性和生物特性的研究可以利用激光聚焦的光斑对DNA进行拉伸和扭转。所以完全螺旋焦点的产生在DNA的操纵上会有潜在应用；其次，模拟出了多个开口环结构的焦点，所以沿z轴扫描在超材料纳米结构的激光直写制作中将不再是必要的；第三，利用逆法拉第效应和相位调制双环涡旋方位角偏振光束聚焦产生的两个磁化针的两个对立的端连接到一起，产生了一个极高纵横比的超长磁化针。当前，高纵横比的纵向磁化针在自旋波操作，磁数据存储，原子诱捕和铁磁半导体器件等应用中是很重要的。但是目前电子束刻蚀得到的磁化针在实际应用中非常贵并且近场操作极其复杂；最后，在高数值孔径物镜聚焦的聚焦体积内，定义了方位角和极角计算方法，并利用不同权重的径向偏振光，方位角偏振光和线偏振光的组合以及方位角滤波器，对聚焦光斑的电场分别进行了三维偏振方向和强度分布的操控。对于近场聚焦技术，首先研究了一种用于表面等离激元聚焦的近红外宽波段定向传播和会聚的表面等离激元透镜。由于此表面等离子体透镜的特殊纳米结构，并且利用径向偏振光照明激发表面等离激元透镜，所以该透镜不会对邻近器件产生耦合，散射和噪音，有利于将光电子器件集成化，并可在大约160纳米的近红外波段范围内实现内外消光比大于15的定向聚焦；其次，模拟了一个集成的多级纳米聚焦系统，即混合透镜，它包含一个传统的高数值孔径物镜、一个表面等离子体透镜和一个位于其中心的圆锥形纳米颗粒。这个混合透镜中，近场纳米级焦点是通过三个过程产生的：第一，入射的径向偏振光通过物镜聚焦形成几个微米尺寸的光斑；第二，表面等离子体在同轴的环形狭缝处激发。由于表面等离子体透镜的聚焦形成了一个高度压缩和增强的光斑；第三，当位于中心位置的圆锥纳米颗粒存在时，压缩和增强的电场在圆锥纳米颗粒尖端进一步激发局域表面等离子体波。研究表明高度压缩的电场半高全宽度小于20nm，并且增强因子为5个数量级。