本论文的研究工作主要集中于优化设计衍射光学元件(DOE：Diffractive　OpticalElements)用于矢量光束整形：通过建立或利用光学系统的矢量模型，针对不同的实际问题对DOE进行优化设计，实现均匀照明、多功能“光镊”、高密度光学存储等多方面的应用。通过优化设计DOE，本论文取得了有价值的研究成果。　　 我们通过DOE调制单束入射光的波前，在高聚焦场附近产生了一种非常特殊且结构可控的光场分布——沿光　　轴方向的三维“光链”,此结构不仅能将多个粒子依次捕获，并且每个粒子均能被准确的局限于各自的三维势阱当中。通过改变入射光的位相，捕获着多个粒子的“光链”会随之定向的移动，从而实现“光栈”或“光传输带”的功能。　 　 我们通过优化设计DOE来实现这类应用型的微光束整形：在焦平面产生“平顶”高聚焦场用于微印刷、微制作以及影印石版术；在避免能量分裂的情况下产生具有长焦深和超小焦斑的光场分布用于高密度光学存储和微制造。我们设计DOE来调制轴对称偏振光整形SIL系统中光场在界面附近的分布，从而达到优化光存储记录点纵横比的目的。