20世纪60年代激光器发明以来,对激光特性及应用的研究迅速发展,相继提出并实现了多种振幅、相位、偏振态及相干结构等具有特殊空间分布的新型光场,新型光场所展现的独特性质及应用已引起广大研究者的高度重视。以往对激光的研究往往侧重于完全相干的情况,但是近年来,研究表明降低光束的相干性也会表现出积极的一面,如具有更均匀的光强分布、削弱散斑效应、更强的抗湍流特性、更好的衍射成像质量等等;与此同时,矢量光束基于其丰富的偏振特性在信息存储、材料加工、偏振成像等方面被广泛研究;因此将相干性和偏振进行联合调控的部分相干矢量光束被提出并展现出丰富的物理新效应和应用前景,但是如何对该光束进行测量,特别是交叉谱密度的虚部和交叉项测量一直没有被解决,从而一定程度上限制了其应用。本文介绍了光场偏振理论与部分相干光的相干基础理论,提出了基于自参考全息技术的部分相干矢量光场的交叉谱密度测量,构建了特殊关联径向偏振光束以及离轴的特殊关联径向偏振光束,并且在实验上测量该部分相干矢量光场交叉谱密度的实部、虚部和交叉项。研究了部分相干涡旋光束的杨氏双缝实验,以及通过自参考全息技术测量了部分相干涡旋光束通过双缝后焦场的交叉谱密度的相位,根据交叉谱密度相位分布确定涡旋光束的拓扑荷数。我们还利用该方法解决部分相干照明下的显微相位成像问题,并借助自参考全息技术对宫颈脱落细胞的形态进行测量,通过它们的振幅与相位进行区分正常与病变皱缩的细胞。最后是我们对全文的总结以及部分相干光在相干衍射成像的展望。