二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性，并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记，并具有偏振态，因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与外界相互作用的规律，能够为光场操控提供新思路。本文介绍了二维光子晶体板在动量空间中的偏振场的相关特性，并综述了近年来相关的研究和应用。

类比相干光束中刃型位错概念，提出一种新的相干奇点——相干刃型位错。对高斯-谢尔模光束携带的相干涡旋和刃型位错在海洋湍流中的相互作用进行研究。基于扩展的惠更斯-菲涅耳原理，得到了该光束在海洋湍流环境下的交叉谱密度表达式，并将其用于研究相干涡旋和刃型位错的相互作用。研究发现：相干刃型位错在相干涡旋的作用下发生断裂并转化成相干涡旋。在光束传输过程中，光场中有单个或成对相干涡旋的产生或湮灭现象发生。二者之间的作用特点不仅与传输距离有关，还受光束初始参数和海洋湍流参数的影响。二者之间的作用规律与自由空间光涡旋和刃型位错的作用规律不同。

连续域束缚态（BIC）是一种特殊本征态，它与扩展态共存却具有强烈的局域性，不向自由空间辐射能量。自1929年被发现以来，BIC的相关理论与实验都取得了长足发展，成为当前的一个热门研究方向。在BIC研究的众多方向中，光子学是BIC研究中的一个重要平台，在非线性光学、传感与滤波、波导与通信等方向都有应用。本文回顾了BIC的研究历史并系统地介绍了光子学领域中BIC的分类及产生机制；归纳了几种常用的理论分析方法，并讨论了光子学BIC现有的应用以及未来展望。

近年来，完美涡旋光束被提出并得到了研究。结合完美涡旋光束和偏振奇异以生成完美偏振奇异光场。将2束正交圆偏振的拓扑荷数不同的完美拉盖尔-高斯光束叠加，得到完美偏振奇异光场，实验结果表明：完美偏振奇异光场的半径比传统的偏振奇异光场半径小得多。此外，研究了不同情形的正交圆偏振的完美拉盖尔-高斯光束与传统拉盖尔-高斯光束的叠加，其叠加光场的偏振态表现各异，并且出现了“准高阶偏振奇异”的现象。完美奇异点的模拟生成拓宽了奇异光学的理论研究范畴。

研究了拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian, LG)涡旋光束在电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency, EIT)介质中的传输演化特性。在得到EIT介质ABCD传输矩阵的基础上, 利用广义惠更斯-菲涅尔原理, 推导出了LG涡旋光束在EIT介质中传输时的解析表达式, 并研究了光束的强度和相位演化特性, 以及对拓扑荷、径向指数、相干长度等参数的依赖关系。研究表明, LG涡旋光束在EIT介质中传输时经历了周期性的聚焦和扩散。对于部分相干LG涡旋光束, 较小的拓扑荷或较大的径向指数会导致相位奇点被隐藏。此外, 相位奇点在传输过程中会发生分裂现象, 同时产生拓扑荷相反的相位奇点。随着相干长度的增加, 相位奇点的隐藏、分裂和产生现象会逐渐减弱直至消失。

基于加速度计或陀螺仪的测姿方法均存在大角度条件下姿态角误差放大、突变问题。对大俯仰角测量, 通过预置欧拉旋转法可确定冗余加速度计的布置方式, 降低了俯仰角测量误差。对大俯仰角条件下的滚转角测量, 提出基于角速率阈值判定的陀螺解耦测姿算法。当俯仰角速率大于设定阈值时, 采用角速度投影可钳制滚转角误差的漂移; 当俯仰角速率小于设定阈值时, 采用角速度积分可避免角速度投影造成的姿态误差放大。通过理论推导、分析和仿真, 预置欧拉旋转法能有效避免大俯仰角条件下俯仰角姿态误差放大, 陀螺解耦测姿算法能在振荡环境下长时间保持滚转角精确度。

涡旋光束的中心为相位奇点，通常涡旋光束的涡旋轴（即相位奇点）位于光束的光轴上。但是考虑误差的存在，实际生成的涡旋光束会存在一定程度的离轴，因此研究离轴的相位奇点光束的特性具有重要的应用价值。基于Richards-Wolf矢量衍射理论，研究了具有非对称离轴双相位奇点的径向偏振高斯光束经过大数值孔径透镜后的强聚焦特性，主要分析了离轴距离和涡旋拓扑荷数对聚焦场的影响。研究结果表明：两个离轴距离和对应的两个拓扑荷数的相对大小对聚焦场光强的最大值偏移方向的影响是一致的；高阶涡旋光束的聚焦场会发生暗核分裂现象，出现多个暗核，暗核的个数等于两个涡旋拓扑荷数的相加值再减1。

涡旋光场是一类具有螺旋型波前的特殊结构光场, 因其携带相位奇点、轨道角动量以及拥有中央暗核结构等物理特性, 被广泛应用于光学微操纵、大容量光通信、超分辨成像等领域。通过对涡旋光场传统的物理维度 (振幅、偏振、频率) 进行调控, 可以得到模式更加丰富、应用领域更广泛的新型涡旋光场。此外, 涡旋光场还有一个非常重要的调控维度, 即相干性。近年来, 研究人员通过对涡旋光场的相干性进行调控得到了一类新型涡旋光场, 即部分相干涡旋光场。相比于完全相干涡旋光场, 部分相干涡旋光场在某些领域更具优势, 如具有较高的抗湍流大气干扰性、更丰富的光束整形、更高的自修复能力和更强的微粒捕获能力等。本综述介绍 了近年来整数阶和分数阶涡旋光场相干性调控方面的研究进展, 重点对部分相干涡旋光场的理论模型、产生方法、传输特性、拓扑荷测量、应用等方面进行了详细阐述。