相干涡旋在其相关维度上具有携带拓扑电荷信息的特性,是光学微操控和光学通信领域一种新的信息传输方式。相干涡旋在其关联空间存在相位螺旋结构,利用这种旋转特性在粒子微操控领域具有广泛的应用。相较于光学涡旋场,由于其相干性较低,在大气湍流起伏条件下和通过障碍物传播时,其受影响更小,所以对相干涡旋的产生方法研究具有重要的现实意义。有研究表明,在相干激光束阵列叠加场中有涡旋混合场生成,也有学者提出了在部分相干光束阵列中产生了涡旋阵列的方法。然而,据现有研究成果可知,通过调制部分相干阵列光相位和关联结构来研究涡旋场的产生方面尚有空缺。且由于低相干的阵列光调制相位时较为困难,所以很少有相关的实验报道。基于此,在本文中,论文提出了一种利用全数字化调控部分相干光阵列关联维度来产生相干涡旋的实验方法。这种产生机制可以适用于低相干度的波束。同时,论文考虑了在自由空间和大气湍流中部分相干阵列光束的传播特性,结合传输距离、光源相关长度、初始相位等影响因子观察输出场平均强度分布和空间相位分布,分析其对相干涡旋产生的影响。论文主要包括以下四个部分:1、详细介绍阵列激光的研究背景和国内外研究现状,探讨了阵列光在各个光学领域中的应用和学术研究意义,阐述了阵列光的基本理论,简要描述了不同排列形式的阵列光源面光场的表达公式。鉴于低相干部分相干光束能够抵抗湍流的特性,选择了部分相干光作为阵列光束的基本子光源,并对部分相干光的基础理论和传输特性做了进一步的介绍。2、基于光束相位调制方法,本章节中对径向高斯-谢尔模阵列光进行了相位调制,利用有效张量法（Efficient Tensor Approach,简称ETA）数值计算该阵列光束传输问题,并对阵列光束传输的ETA算法做了基本介绍。然后讨论了在自由空间中传输距离、初始相位参数对生成相干涡旋远场强度分布、空间振幅分布、空间相位分布等问题的影响。在此基础上,本章节进一步计算了经典高斯-谢尔模型的光束在湍流传输条件下的交叉谱密度函数,分析了大气湍流介质对部分相干阵列光束传播的影响。3、基于高斯-谢尔模型光束理论,设计空间相干结构。基于扩展的惠更斯-菲涅耳衍射积分,分析推导了该空间调制下携带初始相位的径向部分相干随机阵列（Partially Coherent Light,简称PCL）经理想ABCD光学系统后的交叉谱密度函数和输出涡旋场的轨道角动量（Orbital Angular Momentum,简称OAM）态的概率函数表达公式。研究了在弱相干合成条件下径向部分相干随机阵列光束在自由空间中的光束强度起伏和空间相干特性。结果表明,如此调制的阵列光随着距离的改变无法产生具有奇点特性的光场。4、介绍了一种以数字化调控部分相干随机阵列光场（PCL）的空间关联结构为主,调制光源的交叉谱密度函数所携带的相位信息来产生相干涡旋的方法。描述了相干涡旋理论,在现有理论和实验条件的支撑下,搭建该光学系统的实验光路,在此过程中,空间光调制器播放程序计算的全息图实现PCL阵列光源,分析PCL阵列光源在独立扰动和统一扰动模式下输出场的强度分布和其空间傅里叶变换结构,结合马赫-曾德尔干涉实验,结果得出在PCL光源独立扰动的情况下,可以产生相干涡旋的结论。