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近年来，矢量光束主要包括涡旋光束和径向偏振光束，由于其独特的性质而得到了学者的广泛研究。涡旋光束是具有螺旋型相位分布特性的光束，其光束中的每个光子均携带有大小为 l?的轨道角动量。涡旋光束在光学微操控、生物医学、光信息传输等领域都有很重要的研究应用研究价值；径向偏振光束是光束偏振方向沿着半径方向，其偏振态有轴对称性，而且其中心光强分布为一奇点，在大数值孔径聚焦下聚焦光斑极小。因此可以应用于激光切割、光刻、光学数据存储、微小粒子捕获和光学微操控领域。非线性光学中的受激布里渊散射（SBS）和光学倍频也得到极大的应用和研究。特别是受激布里渊散射在脉宽压缩、相位共轭等领域的研究引起了人们的兴趣。结合矢量光束和非线性光学的研究有很大的研究前景，但是这部分研究还没有引起人们的重视。因此，结合矢量光束和非线性光学方面的研究具有一定的前沿性，具有较强的理论价值和实际研究意义。 在本论文中，主要集中对涡旋光、径向偏振光及其结合非线性光学方面进行研究，详细的研究了径向偏振光束的受激布里渊散射实验研究、涡旋光束的倍频实验研究以及高斯光束经过多阶螺旋相位板后光束特性研究。 1、实验中使用532nm高功率脉冲激光作为光源，经过径向偏振片(SVR)产生的径向偏振光束。并在实验上首次实现了高功率径向偏振光束在正己烷中产生受激布里渊散射。研究表明径向偏振光束激发的受激布里渊散射光同样具有径向偏振的特性。 2、研究了涡旋光的非线性光学倍频效应。实验中，我们用高功率激光通过螺旋相位板产生拓扑荷数为±1的高功率脉冲涡旋光束，并对拓扑荷数为±1的涡旋光束进行光学倍频实验。通过调节入射激光功率分别观测不同功率下涡旋光束的倍频实验结果。实验研究表明涡旋光束经过KTP倍频晶体之后不仅频率会发生变化而且拓扑荷数也会发生变化；倍频之后的涡旋光束拓扑荷数的变化和倍频晶体有关，并且随着激光功率的提高，倍频后的涡旋光束质量有显著提高。研究结果对涡旋光在非线性光学、光通信等领域的应用具有一定的意义。 3、由光束的近轴传输理论，推导了高斯光束经过多阶螺旋相位板后电场的解析表达式，在此基础上对高斯光束通过多阶螺旋相位板后的光强分布和相位分布分别进行了分析。研究发现，与理想的螺旋相位板不同，高斯光束经过多阶螺旋相位板后光强分布具有角向周期性，周期数与相位板阶数相等。阶数为16时，产生涡旋光束的光斑质量、相位质量比较合适。在相同的情况下，为了获得较好的相位质量的涡旋光束，光束通过螺旋相位板后需要更长的传输距离。另一方面，相位板所提供的拓扑荷数对以上问题影响不大，真正起决定作用的仍然是相位板的阶数。该结论对实验中多阶螺旋相位板的使用能提供指导作用。