短相干激光光源在进行高精度的干涉测量时，可以消除被测光学元件前后表面反射形成的杂散光，是低相干干涉仪的理想光源。针对低相干干涉应用对光源的需求，依据速率方程和激光调制特性对射频调制下的短相干半导体激光器光谱特性进行了理论研究。搭建了短相干光源系统，研究了半导体激光器斜率效率 $ \eta $、偏置电流 $ {I_b} $、射频信号频率 $ {f_m} $和幅度 $ {A_m} $对其相干长度的影响。实验结果表明，斜率效率大的半导体激光器更有助于短相干特性的实现，随着调制信号频率和幅值增加，工作在阈值附近的激光器相干长度随之降低，该系统在 $ {I_b} = 1.3{I_{th}} $、 $ {f_m} = {\text{950\;MHz}} $、 $ {A_m} = {\text{19\;dBm}} $的条件下获得了相干长度为90 $ {\text{μm}} $的短相干光源。并成功应用于斐索干涉仪上，获得了对比度 $ K = 0.931\;8 $的清晰干涉图像，与现有短相干光源相比，对比度提高了约51.1%，实现了对平行平板玻璃面形的测量。

通过改变马赫-曾德干涉型幅度调制器的射频系数和偏置电压，调制光脉冲的强度。研究了幅度调制器对宽带低相干光时频特性影响的规律，分析调制后的光脉冲时域波形分布、光谱和复相干度模值曲线，结果表明，射频系数对光脉冲的光谱成分和时间相干性无明显的调制，射频系数存在最佳工作区间使得输出光脉冲的波形保真度最佳。当偏置电压处于半波电压时，光脉冲的时域波形保真度最好，时间相干性最低，但光谱成分会缺失。理论仿真了调制器的臂长差、偏置电压对宽带低相干光频域特性的影响，与由实测光谱计算出调制器的臂长差，实验结果进行了对比，结果基本符合。由于实际的电光重叠积分因子随加载电压值变化，因而模拟与实测结果存在误差，但研究得出的规律将为低相干脉冲精密整形系统提供更为明确的方向。

针对垂直腔面发射激光器阵列光束空间相干特性及其光场分布开展理论分析和实验研究。垂直腔面发射激光器阵列光束为部分相干光，在不同激励电流下，远场光斑分别表现出类高斯和类拉盖尔-高斯两种光场分布，光束空间相干度随注入电流的增大而减小。进一步实验表明，与标准相干光源相比，在类湍流大气散射媒介中传输时，垂直腔面发射激光器阵列光束具有更小光斑扩散和更低光强衰减。随着垂直腔面发射激光器阵列光束空间相干度由0.695降低为0.608，其传输时的光斑扩展率由8.6%减小为3.4%，光强衰减率由24.9%降低为15%，空间相干度较低的垂直腔面发射激光器阵列光束表现出更好的传输特性，这对垂直腔面发射激光器阵列光源在自由空间雷达探测和光通信等领域的应用有重要指导意义。

结构光场的空域调控包括振幅、相位、偏振、相干度等丰富自由度，对其自由度的单一或联合调控引发了一系列新奇物理效应，在新型结构光场构建及多种领域中具有重要应用。相比于完全相干光场，部分相干光场在抵抗散斑噪声和大气湍流扰动等方面具有独特优势。近年来，具有新型相干结构的部分相干光束在大气传输、光学加密与成像、信息鲁棒传输、高质量光束整形等领域有着重要研究价值。本文详细综述了具有新型相干结构部分相干光场的理论构建与实验合成的研究进展，并重点介绍了新型相干结构光场在复杂环境中的鲁棒传输特性及其在光学加密、成像、鲁棒信息传输及光束整形中的应用研究进展。研究表明，新型相干结构光场调控不仅提供了一种有效抵抗复杂环境扰动的有效手段，而且丰富了光场调控技术在多种领域中的应用。最后，对新型相干结构调控技术发展趋势及潜在应用前景进行了展望。