中文摘要：

在光强为零的位相奇异点附近光场精细而又复杂特性的研究已成为现代物理光学中一个被称为"奇点光学"的新分支。本项工作拟采用傅里叶积分变换、Wigner分布函数和角谱分析法与"奇点光学"研究方法相结合的方法，研究飞秒光脉冲通过介质、光学元件或系统后，在位相奇点附近的光谱异变和其它"奇点光学"现象。对影响光谱异常行为的参数和产生光谱变化的机制做物理分析。提出是否属于"奇点光学"效应的判据。设计证实飞秒光脉

结论摘要：

（1）研究了贝塞尔和厄米-高斯等典型飞秒光脉冲通过介质、光学元件和系统后的演化特性，特别关注了在位相奇点附近的光谱开关"奇点光学"现象。发现不同模型的飞秒光脉冲其位相奇点和在位相奇点附近的光谱异变效应有差异，光束参数在其中起主要作用。（2）对超短光脉冲产生"奇点光学"效应的光学系统进行了研究，发现在光阑衍射系统衍射场、光阑透镜聚焦系统聚焦区域都会出现位相奇点和光谱异变现象。（3）对飞秒光脉冲光谱开关的特点进行了深入的研究，探讨了飞秒光脉冲产生光谱异变的物理机制。结果表明，光阑衍射起主要作用，同时脉冲宽度、介质色散、光学元件色差、场点位置等因素也会对光谱开关产生影响。脉冲宽度越小，光谱开关效应越明显；介质色散会使光谱开关出现的位置向轴靠近，在一定范围内出现奇点和光谱开关的数量增加；透镜色散会引起聚焦场位相奇点和出现光谱开关的位置向轴方向做一定移动。（4）对比研究了飞秒光脉冲和稳态光场产生光谱异变的物理原因；探讨了飞秒光脉冲光谱开关"奇点光学"效应在信息编码和光通信中可能的应用。