表面等离激元因其极强的束缚光场能力，成为亚波长尺度下研究光与物质相互作用的理想平台，也是构建未来小型化、低功耗、高便携光电子器件的核心单元。更多维度、更加精确和灵活地调控等离激元的模式性质对推动其基础和应用研究至关重要。近年来，光场调控技术的发展，拓展了人们利用光场的维度，也赋予光场更强大的操控等离激元模式的能力。本文简述了矢量光场与等离激元模式作用的基本理论与物理机制，回顾了近年来矢量光场调控等离激元模式激发、耦合和远场辐射的研究进展，并介绍了相关研究在增强光谱、纳米颗粒光捕获、纳米位移传感等方面的应用。

偏光全息拥有记录振幅、相位和偏振信息的能力，在数据存储、偏振光成像等领域具有重要的应用前景。除此之外，它也具备光场调控方面的能力，可以调控具有螺旋相位分布和空间偏振分布等特殊光场，这类特殊光场在光通信、粒子操纵及光子纠缠等领域有广泛的应用前景，目前也有很多研究聚焦于如何生成这类光束。本文介绍了利用偏光全息制备矢量光束、标量涡旋光束和矢量涡旋光束的最新研究进展。基于偏光全息进行光场调控的方法，具有制备过程操作简单、光学系统体积小、制作成本低的优势，为特殊光场制造提供新的思路。

偏振在光与物质相互作用中扮演着重要的角色。过去几十年里，绝大多数研究工作都基于偏振单一且均匀分布的标量光场。近年来，随着光场产生与操控技术的不断发展，空间偏振非均匀分布的矢量光场逐渐引起人们的关注。矢量光场具有多维可调控的自由度以及独特的焦场属性，在经典与量子通讯、光学操控和显微成像等领域具有重要的研究价值与广泛的应用前景。矢量光场与物质相互作用的研究不仅丰富了人们对光场矢量特性的认识，也推动了基于不同介质实现光场调控的新发展。原子介质对光场偏振具有较高的敏感性，容易形成原子极化，并且具有更多的调控自由度，是探索矢量光场特性与实现矢量光场调控的理想平台。本文回顾了近年来矢量光场与原子介质相互作用的研究进展，重点介绍了原子介质与矢量光场在空间极化调控、相干调控、频率转换和非线性传输等研究领域的相关工作，并对该领域的未来发展趋势进行了展望。

作为表征光具有振动偏向性的本征参量，一直以来偏振都是光场空域调控中重要的研究对象。相较于传统标量光场，具有偏振非均匀分布的矢量光场强调了这种振动偏向性会存在空间差异。早期研究者对矢量光场的调控研究仅限于单个二维平面，主要实现单一偏振参量的模式控制；在此基础上研究人员又对其振幅与相位进行控制，实现了涵盖三个基本调控自由度的多模态矢量光场生成。近年来随着多模态矢量光场在光信息传输、焦场设计、光学微操纵等领域的深度应用，其调控效率的提高与调控维度的纵向延伸两方面研究内容备受关注。研究人员一方面减少调控过程中不必要的能量损耗，另一方面对多模态矢量光场在三维空间中的的空间构型与传播演化过程进行了研究，总结了纵向变化规律，阐明了纵向调控机制，论证了纵向调控可行性。本文回顾了近年来多模态矢量光场的三维空域调控研究进展，首先介绍了数个近年来提出的具有高效化、紧凑化特点的新型矢量场生成装置；之后概述了三种目前相对有效的可实现三维空域多模态控制的矢量场调控方法及其相关调控案例，第一种方案考虑衍射过程，后两种方案则适用于聚焦过程；最后进行了简要总结与展望。

矢量光场在其传输和与物质相互作用过程中，光场状态的时空演化区别于传统偏振光，具有独特的矢量化特征。研究了晶体二氧化碲（TeO₂）对于径向偏振矢量光场的调控特征，通过斯托克斯参量的测量，分析了3个晶体样品的偏振态演化规律，揭示了TeO₂晶体的旋光特性，表明其可以起到和双λ/2波片相同的偏振调控效果。研究结果有助于理解矢量光场在双折射晶体中的传输特性，促进矢量光场相关晶体器件的设计与应用。

偏振是光场的一个重要矢量属性。依据空间偏振分布的不同，可以将光场分为标量光场和矢量光场。其中，非均匀偏振分布的矢量光场在光场传播、聚焦、非线性效应等方面表现出一系列有趣的行为，对其进行深入研究具有重要的科学意义和应用价值。一种在同一波阵面上包含不同偏振态的杂化矢量光场，因其比普通矢量光场具有更丰富的偏振特性，自2010年被发现以来，在光通信、光学操控、量子通信等领域中展现诸多诱人的前景，目前已成为光学领域的一个研究热点。综述着重介绍了杂化矢量光的制备以及其在聚焦、传播和非线性光学等方面中的特性和应用。

提出了紧凑型矢量光场发生器中4f系统在横向和纵向上的精确对齐方法，并进行了实验验证。将设计的特定相位图加载到矢量光场发生器中，通过调整4f系统中各元件之间的距离以及物面和像面到相应透镜的距离，以CCD采集光斑图像的锐利程度作为判据来实现4f系统的纵向对齐。以空间光调制器的相位控制区域作为参考坐标系，采用四象限图测量另外三个调制区域的光斑在横向上的坐标位移，通过在设计的相位图中预补偿测量到的坐标位移来实现4f系统的横向对齐。实验结果表明，所提出的4f系统对齐方法可以显著减小矢量光场发生器中所调制光斑的衍射效应。

基于麦克斯韦应力张量理论，对多边形金纳米粒子在聚焦场下的光力特性进行了研究。以三角形金纳米粒子为例，从粒子在聚集场中的受力情况出发，分别研究了具有圆对称能量分布的聚焦场和具有三角形能量分布的聚焦场对三角形金纳米粒子的捕获特性。研究结果表明，当使用圆对称聚焦场时，可对边长为50~350 nm的三角形金纳米粒子实现稳定捕获；当使用三角形聚焦场时，在粒子以和聚焦场形状匹配的角度进入聚焦场的情况下，可对边长为100~350 nm的三角形金纳米粒子实现稳定捕获。将圆对称聚焦场和三角形聚焦场对三角形金纳米粒子的捕获特性进行比较，发现三角形聚焦场在x方向的捕获力要强于圆对称聚焦场；而在y方向，三角形聚焦场对粒子的捕获范围要大于圆对称聚焦场。该工作研究了三角形的金属纳米粒子在不同形状聚焦场下的光力捕获特性，为基于非球形金属粒子的光学操纵在拉曼光谱超分辨成像、粒子微加工等领域的应用奠定了理论基础。