貝塞爾光束因其無(wú)衍射的特性，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，因此一直以來(lái)都是研究的熱點(diǎn)，產(chǎn)生貝塞爾光束的方式有很多種，目前主要分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種，主動(dòng)式是指通過(guò)特定的諧振腔結(jié)構(gòu)，在諧振腔內(nèi)部直接獲得高質(zhì)量貝塞爾的諧振腔法，被動(dòng)式是指利用光學(xué)元件等將其它激光調(diào)制為貝塞爾光束的方法，如環(huán)縫-透鏡法、軸棱錐法、全息法、球面相差法等。 ?

環(huán)縫-透鏡法 1987 年，Durnin第一次利用環(huán)縫和透鏡的簡(jiǎn)單裝置得到了貝塞爾光束，原理圖如圖所示。

在焦距為f、半徑為R的透鏡前焦面放置一個(gè)直徑為d的圓形環(huán)縫，在平面波的照射下，就可以在透鏡后面錐形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生最大無(wú)衍射焦距為的零階貝塞爾光束。 由圖中的幾何關(guān)系可得：

從幾何關(guān)系可推導(dǎo)出最大無(wú)衍射距離為：

該方法裝置簡(jiǎn)單，但是大部分入射光無(wú)法通過(guò)圓形環(huán)縫，被擋在了環(huán)縫外面，因此光能利用率低，不實(shí)用。 軸錐透鏡法 軸錐透鏡也叫作軸棱鏡，最早是在1954 年McLeod J H 提出來(lái)的一種有著對(duì)稱結(jié)構(gòu)的錐形光學(xué)元件，可以用于光束的線性聚焦。1992 年，Scott G 等首次利用軸錐透鏡產(chǎn)生了貝塞爾光束，其原理圖如圖所示。

該方法的理論依據(jù)是將貝塞爾函數(shù)的表達(dá)式解釋為一系列在傳播方向上具有相同傾角的平面波的疊加，且這些平面波都具有0~2π不同方位角，這種位于一個(gè)椎體的錐形波失可由錐形透鏡來(lái)合成。 相比于環(huán)縫-透鏡法來(lái)產(chǎn)生貝塞爾光束，利用軸錐透鏡的方法可以使入射光全部通過(guò)，因此該方法有著更高的轉(zhuǎn)換效率。

全息法 軸錐透鏡法和全息法是實(shí)驗(yàn)室最常用的兩種產(chǎn)生貝塞爾光束的方法。全息法是利用空間光調(diào)制器可編程的特性，將計(jì)算機(jī)生成的全息圖加載到空間光調(diào)制器上來(lái)獲得貝塞爾光束。1989 年，Vasara A 等首次闡述了利用一束激光和計(jì)算全息圖來(lái)生成近似貝塞爾光束的方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了任意階貝塞爾光束和旋轉(zhuǎn)非對(duì)稱光束，該方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以靈活調(diào)制貝塞爾光束的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)期望的目標(biāo)光場(chǎng)分布。

審核編輯：黃飛

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