激光束在自由空间中的传输变换和聚焦特性是激光光学主要研究内容之一，它对激光光学理论和激光技术的发展具有重要意义。本论文从部分相干光的传输理论出发，对光束产生的必要条件，光束在聚焦区的光强分布以及光束在远场的矢量结构分析等做了深入的研究，取得的主要创新成果如下：　　 1.基于2×2的交叉谱密度函数矩阵出发，将标量J0相关谢尔模型光束推广到矢量情形。并在此基础上，利用角谱方法和静态位相法，首次推导出了产生矢量J0相关谢尔模型光束的必要条件。同时，该条件也适用于标量J0相关谢尔模型光束。该条件对如何产生矢量和标量J0相关谢尔模型光束具有重要的理论指导意义。　　 2.研究了单束平顶光束在聚焦区的光强分布。结果表明，平顶光束轴上最大光强总是位于几何焦点之前，既存在焦移。其焦移量和系统的菲涅数、光束的模式数等参数有关。同时探讨了多束平顶光束以不同组束方式组束以后，其光强在焦平面的分布。结果发现，非相干叠加情形下，光强分布对归一化半径和菲涅数等参数的依赖性明显小于相干叠加情形。　　 3.基于光束相干矩阵，研究了径向偏振光在聚焦区的光强分布。研究结果表明，径向偏振光通过理想薄透镜聚焦后其最大光强总是位于几何焦平面之前，即存在焦移。其焦移量和系统的菲涅数密切相关，但是与线偏振光相比，径向偏振光的焦移量明显大于线偏振光的焦移量。也就是说，偏振态也会影响光束的焦移量。　　 4.基于角谱方法和静态位相法，首次研究了空心光束在远场的矢量结构。在远场，将空心光束展开成相互垂直的TE项和TM项。并得到空心光束在远场的能流分布。研究结果表明，空心光束在其传播过程中并不能保持其形状不变。