衍射光学是近年来新兴起的一门前沿学科。由于衍射光学元件可集多种功能于一身，从而可应用到各种微光学元件和集成光学芯片上，取代传统光学元件，衍射光学这一新领域的长足进展得到了人们的极大关注。衍射光学理论主要有标量衍射理论和矢量衍射理论，前者适用于衍射元件的特征尺度远大于光波波长情形，反之，不同偏振态之间耦合作用变得很重要，必须采用严格的矢量分析方法。由于严格求解麦克斯韦方程要求大储存单位和很长的计算时间，难于处理实际中衍射元件设计和分析任务。因此，近来一些近似矢量衍射方法已提出，但只是初创阶段，很不成熟。本论文着重地研究如何设计相关衍射相位元件用于产生圆对称径向偏振光和实现多波长信息验证系统。论文的另一部分提出一种近似矢量衍射理论，成功地应用于微光学元件分析，获得有意义的结果，重要的成果有： 1、提出了实现圆对称径向偏振光束的一种新方法。利用两块具有偏振选择材料制作衍射相位板，第一块相位板用于产生两束正交偏振模式强度分布，第二块相位板进行相位补偿；两块衍射相位元件的设计采用位相恢复理论杨-顾算法。数值模拟结果显示设计的衍射光学系统可以很好地实现圆对称径向偏振光束。 2、首次提出了采用衍射相位元件构成的光学系统对多波长加密信息进行验证的最新技术。与以往的加密方法不同，被授权的用户的多组信息，采用不同波长的光加密记录在两块纯相位板中。在验证程序中，不同波长的入射光将解密出不同的用户信息，直到所有的验证信息均正确，用户才可通过。此验证系统具有很高的安全度。 3、提出一种近似矢量衍射方法分析衍射微光学元件的光学性能。采用位相突变点处的场扰动与标量衍射结果叠加的方法，求得近场分布。可得到比传统标量衍射理论更为准确的结果，与严格电磁场理论方法比较具有耗时少，节约储存单元的显著特点。