2018年,诺贝尔物理学奖的一半授予给美国贝尔实验室科学家阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin),以表彰其在“光镊技术及其在生物系统中的应用”领域所做的工作。光镊,即光学镊子,追溯其物理本质是光的力学效应。光镊技术的出现使得人们以非直接接触的形式操纵微纳粒子成为可能,从而减少因直接接触式操纵对粒子本身造成的物理损伤。艾里光片是无衍射波束的一种,即三维艾里光束的二维形式,具有无衍射、自重建、横向自加速等诸多特性。本文使用离散偶极子近似法(DDA),研究了粒子在矢量艾里光片入射下的散射特性及力学效应,主要工作如下:1、基于矢量角谱展开理论,推导了矢量艾里光片的数学表达式,包括TE极化与TM极化。结果表明,艾里光片的尺寸参数与调制参数会显著影响光场的复振幅分布。其中,光片尺寸参数越大,则光片的主瓣与旁瓣越宽;光片调制参数越大,则光片的主瓣与旁瓣的对比度越明显。2、分别使用DDA与GLMT计算了球形粒子在矢量艾里光片入射下的散射特性与辐射压力,验证了DDA的可行性。接着,数值计算了不同形状的粒子在矢量艾里光片入射下的消光系数因子、吸收系数因子,以及光学力在y、z方向的分量,并且考虑了粒子等效半径、入射波波长、粒子折射率、光片尺寸参数、光片调制参数等因素对散射特性与光学力的影响。研究过程中,粒子分为简单规则粒子、非规则粒子,前者包括球形粒子、椭球形粒子,后者包括方形粒子、双层球粒子、红细胞粒子。为形象展示出粒子与光场的相互作用,也给出了上述粒子在矢量艾里光片入射下的内场与近场分布。3、数值计算了矢量艾里光片对多粒子系的辐射压力,包括双粒子系、三粒子系。为方便讨论,先研究了多粒子对艾里光片的散射,分析了不同粒子参数和光片参数对散射特性的影响。然后,数值分析了艾里光片对多粒子的光学力,研究了粒子参数和光片参数对光学力的影响。