激光拥有单色性好、亮度高、方向性好和相干性好等特点,在激光通信、光成像、遥感、材料热处理及粒子操控等领域有着重要的实际应用。在某些环境,低相干性的光束反而更为合适,例如部分相干光束比完全相干光束更能减小光束受湍流介质的负面影响。过去,由于受交叉谱密度函数非负积分条件限制,多数研究人员都是根据传统的高斯谢尔模关联函数研究部分相干光束,这种相干光束有一个重要特点,便是空间关联结构满足高斯函数分布。事实上,高斯函数分布不是部分相干光束的空间关联结构的唯一形式。近年来,学者们通过一系列的办法调控其空间关联结构,提出了许多特殊关联部分相干光束的理论模型。这些有特殊关联结构分布的部分相干光束在自由空间传输时可以不借助任何光学元件便产生特定的光场强度分布,在光学通信、材料热处理、光束整形以及粒子操控等方面有着美好的前景。另外,特殊关联部分相干光束的传输特性以及利用该类光束对粒子进行捕获操控也是研究的热点,光镊对于捕获微小粒子、测量微小作用力及生产微小器件等许多方面都有非常重要的意义。本论文主要是研究孔径贝塞尔高斯相关谢尔模光束在自由空间的传输特性,以及其产生的参数可调整的光笼,并研究了贝塞尔高斯关联涡旋光束对粒子的捕捉操控特性。本文具体研究工作包括:推导出贝塞尔高斯关联谢尔模光束的解析表达式,研究了不同光束参数对其传输特性的影响以及如何调控该光束产生的光学牢笼;然后给贝塞尔高斯关联谢尔模光束加入了涡旋因子,推导了贝塞尔高斯关联涡旋光束的解析表达式,分析了该光束在不同参数条件下对两种不同折射率的粒子的捕获力,并讨论了其捕获的稳定性。