本文主要研究了平面波、基模高斯光束和拉盖尔-高斯光束通过由菲涅尔波带片和薄透镜构成的双焦光学系统后的聚焦特性。从广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式(Collins公式)出发，详细地研究了激光光束通过该双焦光学系统后的轴上光强分布和焦开关现象，讨论了光学系统参数和光束参数对聚焦特性的影响情况。　　首先，应用广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式推导出了平面波通过双焦光学系统后的轴上光强分布公式，并进行了大量数值计算，研究结果表明：1)随半波带数增大，轴上光强增大，两光强主极大之间出现的微弱的光强极值点增多；2)当半波带数为偶数时，随着波带片菲涅尔数的减小，轴上会出现焦开关，且仅有一次；3)半波带数越大，临界菲涅尔数越小；4)当菲涅尔半波带数为奇数时，轴上不会出现焦移和焦开关现象，并且几何焦点处光强值非常大，其两边还存在一些非常弱的旁瓣。从Collins公式出发，重新推导了球面波通过波带片后的轴上光强分布公式，得到了与现有文献完全相同的解析公式，但纠正了文献中部分错误结论。　　然后，对基模高斯光束通过双焦光学系统后的聚焦特性进行了详细研究，推导出了其出射场分布和轴上光强分布的解析式，大量的数值计算研究了光束菲涅尔数、截断参数和菲涅尔半波带数对焦开关的影响，得出以下结论：随着光束菲涅尔数和截断参数的减小，轴上也只会产生一次焦开关现象。若菲涅尔数较小，临界截断参数就较大；截断参数较小，临界菲涅尔数则较大；截断参数有一个上限，菲涅尔数则有一个下限，如果超过极限值，轴上将不会出现焦开关现象。随着半波带数的增大，轴上光强值整体增大，两光强主极值点间距离增大，两光强主极值点间也会出现许多较弱的光强极值点。半波带为偶数时的轴上光强值小于其为奇数时的；临界菲涅尔数和临界截断参数会随着半波带数的增大而增大，半波带数为偶数时的临界菲涅尔数大于半波带数为奇数时的，而临界截断参数则是恰恰相反。　　最后，对拉盖尔-高斯光束通过双焦光学系统后的聚焦特性进行了详细地理论推导和数值分析，得出了轴上光强分布公式以及焦开关现象随光束菲涅尔数、光束径向指数、截断参数以及菲涅尔半波带数的变化规律，结果表明：随着光束菲涅尔数和截断参数的减小，轴上同样只会产生一次焦开关现象，并且拉盖尔-高斯光束的径向指数增大、菲涅尔半波带数增加或者截断参数减小，都会导致轴上出现的光强极值点增多。此外，菲涅尔波带片的半波带数对其轴上光强分布有很大的影响：当半波带数为奇数时，光强主极大位于几何焦点处，其值远大于周围的光强次极大；当半波带数为偶数时，几何焦点处没有光强极值，而是位于其左右，轴上光强主极大和次极大之间的差值不大；随着半波带数增大，临界菲涅尔数和相对焦点位置跳变量都增大，且半波带数为偶数时的临界菲涅尔数都比奇数时的值大。另外，临界截断参数随菲涅尔数单调减小，临界菲涅尔数随截断参数的变化却不是单调的。