径向偏振光具有更强的聚焦区纵向电场和更细锐的焦斑,这一独特的性质为其带来较之线偏振光和圆偏振光更大的应用价值,因此正逐渐获得越来越多的关注,并预计将具有极大的应用前景。超短超强飞秒激光脉冲具有极短的时域长度,极高的峰值功率和较大的谱宽,是实现激光聚变和激光粒子加速器的重要工具。飞秒径向偏振光兼具径向偏振光和超短超强激光脉冲的特点,至今所发现的优异聚焦特性,将有助于激光粒子加速研究的更快进展。本文将理论数值模拟与实验测试分析相结合,通过设计能够记录真实聚焦光斑尺寸的实验方案,分析在不同的聚焦条件下光束的聚焦特点及其规律,分析实现飞秒径向偏振光更小聚焦光斑的光路条件。为了确保聚焦光斑尺寸测量的准确性和真实性,实验方案中采用记录和测量相结合的方法,以高分辨率的感光材料记录聚焦光斑,通过纳米分辨率的纵向和横向扫描,结合记录光斑的精密测量方法,确保从所记录的光斑中获得最小聚焦尺寸,并获得聚焦点附近光斑尺寸的变化规律。利用所设计的聚焦光斑测量方案,通过将线偏振光和径向偏振光在同样条件下的聚焦光斑尺寸进行比较,并结合数值模拟分析结果,获得了在大数值孔径条件下径向偏振光聚焦光斑将小于线偏振光的聚焦光斑的结论,同时还发现了两种偏振态光束的不同焦斑形貌等特性。分析还发现了数值模拟结果和实验测量结果之间的差异,并分析了引起差异的原因以及影响记录焦斑尺寸的原因,得出了飞秒径向偏振光聚焦的一般性结论。本文的实验分析方法和结果为进一步研究超短超强径向偏振光的聚焦特性和获得最佳的聚焦方案打下了很好的基础,有助于对飞秒径向偏振光的聚焦场三维瞬态特性的研究,对于径向偏振光用于激光粒子加速的研究具有很好的推动作用。