涡旋光是非常特殊的空心光束。涡旋光的特殊在于具有相位奇点和螺旋型相位波前,光波的光强在相位奇点处是为零的,并且相位围绕奇点沿垂直于传播方向呈螺旋状分布。而涡旋光阵列是由多个单涡旋光组成,这也说明,涡旋光阵列具有多个相位奇点。涡旋光阵列在光学微操作领域可以捕获和观察多个微粒,与单涡旋相比可以显著提高工作效率。另外,涡旋光阵列在驱动微机械泵、多通道光纤通信以及量子信息处理等方面具有广阔的应用前景。近年来,利用涡光旋阵列进行变形测量引起了研究人员的极大兴趣。本文首先介绍了涡旋光阵列产生的方法,利用双光栅、单光栅和相位光栅产生涡旋光阵列,并且分别对所产生涡旋光阵列的特性进行分析;其次分别利用三种光栅产生的涡旋光阵列的实部零值线和虚部零值线进行变形相位的测量,取得了较好的结果;最后对利用不同涡旋光阵列所测量的变形相位的结果分析对比。本文的主要研究内容如下:1.利用双光栅产生涡旋光阵列。对利用双光栅产生涡旋光阵列的方法进行了模拟实验。模拟实验表明通过改变两光栅的衍射距离可以获得相位分布不同的涡旋光阵列。推导得出涡旋光阵列光场强度的表达式。分析了两光栅的不同衍射距离产生涡旋光阵列的峰值强度,得出了产生高质量涡旋光阵列的最佳衍射距离。该方法装置简单,容易实现,为产生涡旋光阵列提供了一种新途径。2.利用单光栅产生涡旋光阵列。将设计的光栅加载到SLM上,平面光波垂直通过光栅,通过改变光栅的衍射距离获得相位分布不同的涡旋光阵列。分析了光栅的不同衍射距离产生涡旋光阵列的峰值强度。模拟实验表明,利用单光栅衍射的方法可获得高质量的涡旋光阵列。该方法相比双光栅产生涡旋光阵列,实验光路更加简单,更容易实现。3.分别利用双光栅和单光栅产生涡旋光阵列的实部零值线和虚部零值线进行变形测量并对比分析测量结果。模拟实验表明,无论是利用涡旋光阵列的实部零值线进行变形测量还是利用涡旋光阵列的虚部零值线进行变形测量,利用单光栅所产生的零值线的测量结果比双光栅的测量结果误差小。而在利用同一光栅产生的零值线测量变形时,利用实部零值线测量结果比虚部零值线测量结果误差小。通过对实部和虚部零值线测量结果的分析对比,可以得到,利用单光栅产生的实部零值线的测量结果较好。4.利用相位光栅产生拓扑荷数1到5的涡旋光阵列的实部和虚部零值线,分别利用涡旋光阵列的实部和虚部零值线进行变形测量并对比分析测量结果。模拟实验表明,利用涡旋光阵列的实部或虚部零值线测量变形相位是可行的。而拓扑荷数是影响测量结果的一个因素。通过对实部和虚部零值线测量结果的分析对比,可以得到,利用拓扑荷数为5的实部零值线和拓扑荷数为3的虚部零值线所得到的测量结果误差较小。而利用拓扑荷数为5的实部零值线所得到的测量结果效果最好。该方法为变形相位的测量提供了一种新途径。