近些年,光学弱测量技术作为一种新兴的测量技术受到了广泛的关注。利用弱测量技术的弱值放大效应,可以有效放大微小的物理量。另外,这种测量技术具有精度高、测量系统简单、成本低、无损等特性。因此,该技术大量运用于测量光束偏移、光束角位移、相移、时间移等物理量。由于这些光学物理量对外界非常敏感,所以在传感方面也有广泛应用。到目前,光学弱测量技术在精密测量、生物传感、量子信息等领域取得了巨大的成就。现代科学技术的发展,对新的检测技术有了更加高精度、高灵敏度的要求。因此,对该项技术的进一步研究将有深远的意义和重要的应用前景。本文的研究工作是围绕应用光学弱测量技术用于检测光学相位延迟和拓扑荷展开。光学相位是描述光束的一个重要物理量。在本文中,首先研究了基于光学弱测量技术的相位延迟检测,通过搭建弱测量系统并建立合适的前后选择态,放大了微小相位延迟。并用光谱的峰值移动表征了该相位延迟。在实验中,发现了当后选择偏离正交位置0.219°时（Δ=0.219°）,光谱的峰值移动得最快、精度最高,即为最佳后选择。在最佳弱测量条件下取得了最大的相位延迟测量精度约为10^-4rad。另一方面,本论文最核心的研究工作是基于光学弱测量技术的拓扑荷检测。利用光学弱测量技术,可以实现测量光轨道霍尔效应导致的微小光束位移。相同条件下,携带不同拓扑荷的涡旋光在界面处产生的位移是不同的。利用该特性进而可以实现拓扑荷的测定。拓扑荷作为光束的一个全新自由度,被广泛的应用于光通信、量子信息、非线性光学、光操控等诸多领域中。因而,精确测定拓扑荷具有重要意义。在理论方面,首先研究了拓扑荷诱导位移的弱值放大理论。发现通过给弱测量系统精心设计了前后选择后,放大了仅仅与拓扑荷有关的位移。其次,结合波动光学理论研究了拓扑荷诱导的光束位移的弱值放大理论。仿真计算得到了光斑重心在x和y方向的分量X_w和Y_w与前后选择态的关系。最后,对放大的拓扑荷诱致位移进行了优化。研究了涡旋光入射角与光束位移的关系。在实验方面,搭建了可用于弱测量放大光束位移来测定拓扑荷?的实验装置。在布儒斯特角入射条件下,实验得出了弱测量的最佳的前选择态。其次,发现了光束最大位移为42.3μm时,测得?=1;最大位移为90.7μm时,测得?=3;最大位移为121.2μm时,测得?=5;从而实现了对拓扑荷的测定。本论文研究工作的创新之处在于:（1）理论上,研究了拓扑荷诱导的光束位移的弱值放大机理,找到了该弱测量系统的最优前后选择态。（2）实验上,实现了用光学弱测量检测装置放大了界面处的拓扑荷诱致的横向位移。（3）实验上实现了利用光束位移测定拓扑荷。