近场光学扫描成像在近现代迅速发展,目前已经成为科学前沿领域无法代替的纳米尺度表征手段,具有越来越重要的应用价值。近场光学扫描成像技术通过近场探针将无法在远场探测到的隐失波转化为可探测的光学信号,实现了衍射极限的突破,具有超分辨、无标记、多参量等特点,因而在物理、化学、生物等诸多领域有广泛的应用。然而,传统的近场扫描显微镜由于探针的局限性,存在分辨率有限、技术复杂和成像耗时长等许多问题。近年来,近场光学扫描成像向着更高的分辨率、更快的成像速度、更多样的成像参量和更常规的成像条件发展。针对近场光学扫描成像的发展需求,金属材料等新型近场探针得到了快速的发展,但仍然存在成像参量有限、信号提取困难等缺点。针对目前近场光学扫描成像存在的困难,本文在对纳米颗粒-金属膜结构的矢量偏振响应进行系统研究之后,提出利用纳米颗粒-金属膜构成的表面等离子体结构作为近场探针进行近场光学扫描成像,并就其应用展开了探索性的研究。本论文主要内容包括:1.聚焦矢量光场的强度分布成像研究,包括对其纵向场分量和横向场分量的强度分布选择性成像。针对纵向分量,提出以金属纳米颗粒-金属膜结构为近场探针进行强度分布表征,其中研究了金属纳米颗粒-金属膜结构的矢量偏振响应特性及其影响因素,理论上探索了金属纳米颗粒-金属膜结构作为近场探针进行光场纵向场分量成像的原理,实验上采用银纳米颗粒-银膜结构对多种聚焦矢量光束的纵向场分量进行了表征,证明了该成像手段的可行性和优越性。针对横向场分量,提出利用介质纳米颗粒-金属膜结构进行强度分布表征,理论研究了介质纳米颗粒-金属膜结构的矢量偏振响应特性,为实现光场横向场分量表征提供了设计方案,通过实验和理论相结合的方法甄选出了最优的介质纳米颗粒尺寸,并实验对常见的SPP光场的横向场分量的强度分布进行了成像。该部分的研究解决了传统近场扫描显微镜（Scanning Near-field Optical Microscopy,NSOM）成像参量单一、信号光提取困难、成像效率低等关键性问题。2.聚焦矢量光场的自旋特性研究,包括聚焦矢量光场的横向自旋和特殊聚焦矢量光场-涡旋表面光场（Surface Plasom with Optical Vortex,SPOV）的纵向自旋两个方面。针对聚焦矢量光场的横向自旋,提出利用表面等离子体耦合共振辐射（surface plasmon emission,SPCE）对其进行定性研究。针对SPOV光场纵向自旋,提出一种基于光场局域自旋的超精细结构-SPOV纵向自旋精细结构,对其精细程度进行了实验表征,表征结果为15nm。另外,设计了一种共轭SPOV光场自旋精细结构用于超高精度位置探测,实验完成位移分辨率可达1nm以下,探测范围为百纳米量级,位置探测的精度范围比为10^-5量级。这一位置探测精度在目前以光学手段进行位置探测的研究中属于最高水平,有望应用在高精度纳米平移台,原子力显微镜反馈系统等高精度位置需求领域。这部分的研究突破了目前聚焦矢量光场的自旋特性研究难以进行实验研究的窘境,同时提出了一种应用场景,将自旋特性的优势体现到实用价值的层面。3.金属颗粒-金属膜Gap结构为基底的表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Raman scattering,SERS）研究,理论和实验两方面证明了入射光偏振态对SERS增强的影响,揭示了其电场耦合能力的强弱关系,证明了径向偏振光在金属颗粒-金属膜Gap结构中的电场耦合能力比传统的线偏振光束强。更进一步,提出对径向偏振光进行调制,产生完美径向偏振光,将其应用到基于金属颗粒-金属膜Gap结构的近场拉曼检测中,实现了更高的SERS增强能力,相对于普通径向偏振光,增强达20倍以上。该研究对SERS增强的研究指出了一个新的方向,即通过激发光的调制也能达到更进一步的SERS增强,这种改进相对于基底的改进等更加简单有效。