在空域范畴中,对激光光场的振幅、相位、偏振态、空间相干性和轨道角动量等有关表征参量进行调控,可以获得上述参量独特分布的结构光场。结构光场的许多独特性质在实际应用中体现出巨大的优势。例如,具有独特相干度分布的结构光场在消除散斑、降低传输时的光强闪烁方面具有明显优势;偏振态依赖空间分布的矢量光场因其独特的偏振态分布可以实现更好的激光加工效果;携带轨道角动量的涡旋光场在光学操纵、超分辨成像等方面有很高的研究价值。随着结构光场的广泛研究和应用,人们对结构光场的产生方式及效率也提出了越来越高的要求。由于激光器可以实现高光束质量的激光输出,因此,利用调制器件来调控激光光场以产生不同性质的结构光场具有巨大的研究潜力。本学位论文对于激光光场的多参量联合调控做了以下研究工作:1.基于相位关联与相干度的联系,从理论和实验上研究了非均匀关联结构和相干度可调的径向偏振部分相干光。利用一个相位型液晶空间光调制器(SLM)对入射的完全相干高斯光束进行动态随机相位调制,结合径向偏振转换器,产生了径向偏振部分相干光束。通过对生成光束相干度分布的测量,验证了径向偏振部分相干光束的相干度分布具有非均匀关联结构,并分析了相位调控对相干度和光强分布的影响。研究结果表明,通过改变动态随机相位的高斯调制半宽可以改变光束的相干度,并且有效实现光强分布的整形。2.在上述生成部分相干光的基础上,提出了一种可以对部分相干光两个正交偏振分量分别进行相干度调控的方法。利用SLM的不同区域对径向偏振光的正交偏振分量分别进行反高斯随机相位调制,调制光束经过非偏振分束棱镜合束后,生成了径向偏振部分相干光束。实验验证了径向偏振部分相干光束的相干度分布也具有非均匀关联结构,而且实现了两个正交偏振分量相干度的分别调控,并分析了反高斯相位调制对部分相干光束光强分布的影响。3.基于腔内横模选择理论,在实验上搭建了基于SLM的双腔数字激光器,实现了偏振、模式可控的激光输出。SLM作为激光谐振腔的全反镜,通过在SLM上切换不同的相位图,可以实现特定偏振的激光模式的快速切换输出。控制两个子谐振腔同时输出正交偏振的厄米-高斯(HG)模式并进行相干叠加,获得了矢量光束的输出。4.进一步地,搭建了SLM作为折叠腔镜的V型折叠腔数字激光器,通过切换加载在SLM上的相位图的方式在腔内选择产生目标模式阶数的HG光束,并在腔外利用π/2模式转换器获得携带相应轨道角动量(OAM)的拉盖尔-高斯(LG)光束。V型腔的设计实现了对腔内模式尺寸的灵活控制,最大限度地避免了对SLM的损伤和晶体尺寸对高阶模式的限制,从而获得了模式阶数较大范围可调的HG模式,进而通过模式变换获得高纯度的OAM从到连续可调的拉盖尔-高斯(LG)光束。