自1986年Ashkin发明光镊技术以来，经过数十年的发展，作为一种重要的光学微操纵工具，光镊技术已被广泛应用于从原子到数百微米级别的各种微观领域的研究。光镊技术本身也朝着多个方向发展，其中一个研究的热点就是全息光镊。相比于传统的单光束捕获，全息光镊具有多光阱、实时独立操作等优势，而且可以产生某些区别于传统高斯强度分布的光阱，这些都极大地丰富了光学捕获的内容，因此全息光镊技术被称为光学捕获领域内的一次革命，也是目前研究的一个热点。本文围绕着全息光镊的理论与相关技术，主要开展了以下几个方面的研究工作：1.利用电磁散射模型计算了聚焦光束对不同捕获对象的作用力，分析了物镜的数值孔径、捕获光束的偏振态、捕获对象的折射率等参数对捕获效率的影响，为光镊试验平台的建立和操作提供了理论基础。2.对全息光镊系统的关键器件——液晶空间光调制器的调制原理进行了深入的理论和实验研究。分析了常用液晶空间光调制器的调制原理，建立了描述最为常用的扭曲向列型液晶显示器(TN-LCD)光学特性的琼斯矩阵，利用该模型准确地预言了利用通常用作强度调制的TN-LCD实现纯相位调制的可能性，并且从实验上验证了该模型的准确性，为TN-LCD实现光场空间调制奠定了重要基础。3.对获得目标光强分布的相位全息图的算法进行了深入的研究。基于传统的Gerchberg-Saxton (GS)算法，提出了一种用于快速计算三维光学结构全息图的算法，该算法可以有效地减少相位全息图的计算时间，并且再现图像具有较高的再现质量。4.利用相位全息图实验上产生了具有二维和三维结构的光学势阱和光学涡旋分布，而且利用动态相位全息图实现了对光学势阱和光学涡旋的动态操作。同时再现了位于不同平面上的多幅图像与简单的立体结构，对数字全息三维显示和投影的基本操作进行了尝试。5.在深入分析全息光镊各器件参数对整体系统工作性能影响的基础之上，构建了一套全息光镊系统，并且利用该系统对样品进行了多种光学操作，成功实现了多光阱三维捕获、多层捕获、动态捕获与光致旋转等操作。