1 山东航天电子技术研究所, 山东 烟台 264670
2 国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
3 海军航空工程学院 控制工程系, 山东 烟台 264001
4 烟台工贸技师学院, 山东 烟台 264003
设计了由负轴棱锥、折射率匹配液、正轴棱锥组成的浸液式组合轴棱锥.理论分析表明: 浸液式组合轴棱锥系统与传统轴正棱锥等效, 同时可有效提高最大无衍射传输距离；系统产生的最大无衍射距离与负轴棱锥的底角、折射率, 匹配液的折射率, 正轴棱锥的底角和折射率这五个量有关, 极大地增加了系统设计的灵活性, 拓展了光学材料的选择范围, 降低了光学元件的加工难度.
激光光学 光束传输 轴棱锥 贝塞耳光束 无衍射光束 Laser optics Beam propagation Axicon Bessel Beams Nondiffracting Beam 光子学报
2017, 46(11): 1114001
四川大学 激光物理与化学研究所，成都 610064
推导出了高阶贝塞耳光束通过有光阑近轴ABCD光学系统传输的解析公式，用以研究了高阶贝塞耳光束被光阑衍射位相奇点的演化特性.结果表明:高阶贝塞耳光束经光阑系统衍射后，中心光涡旋始终存在，拓扑电荷守恒，但涡旋核大小会随光阑半径、传输距离和光束阶数而变化;随光阑半径和传输距离变化，圆刃型位错会消失或产生.
奇点光学 高阶贝塞耳光束 光阑衍射 光涡旋 圆刃型位错 Singular optics Higher-order Bessel beam Diffraction by an aperture Optical vortex Circular edge dislocation
华侨大学信息科学与工程学院， 福建 泉州 362021
从理论上对无衍射贝塞耳（Bessel）光束的光强分布进行描述，模拟了贝塞耳光束经过障碍物后，不同传播距离的二维光强分布。进行了贝塞耳光束二次重建的实验，测定了相关的参量。实验所用障碍物的大小分别为400 μm,520 μm时，其最小重建距离分别为44 mm,60 mm。这说明障碍物的尺寸越小越容易重建。理论与实验证实，在一定的条件下，被障碍物阻碍的贝塞耳光束在自由空间里可以重建并且可以多层面地重建，研究结果可用于多层面微粒的操控。
激光物理 无衍射贝塞耳光束 重建 轴棱锥 测微尺
为了精确测量零阶贝塞耳光束的中心亮斑半径，采用彩色反转胶片作为记录媒质，通过滚筒扫描的方法将底片上的图像转为数字图像，在对数字图像做必要的处理后，测量出氦氖激光的零阶贝塞耳光束的中心光斑半径为16．77μm±0．01μm，与理论计算值15．16μm吻合良好。实验结果表明，采用胶片测量微米量级的光斑具有高精度、低成本，可测截面面积大的优点，在1Hz超短脉冲实验中，可以替代甚至超越了常规的激光光束分析仪。
图像处理 贝塞耳光束 激光光束参数分析仪 滚筒扫描仪 image processing Bessel beam laser beam parameter analyzer rotating drum image scanner
华侨大学信息科学与工程学院, 福建 泉州 362021
轴棱锥的斜入射和加工误差对产生零阶贝塞耳光的光束质量有很大影响,而轴棱锥的加工误差常常是轴棱锥圆形横截面被加工成椭圆。由衍射理论和几何光学方法出发,分析了圆轴棱锥的斜入射和椭圆轴棱锥的正入射对产生贝塞耳光束质量影响的等价性。根据理论计算, 模拟了圆轴棱锥的斜入射和椭圆轴棱锥加工误差的衍射光斑图。提出利用轴棱锥旋转法修正椭圆轴棱锥对无衍射贝塞耳光束质量的影响,获得了近似理想的贝塞耳光束,理论分析与模拟和实验结果基本相符。
激光光学 椭圆轴棱锥 光束畸变 贝塞耳光束
华侨大学信息科学与工程学院, 福建 泉州 362021
在惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和稳相法的基础上, 分析了轴棱锥非圆对称加工误差对其所产生的零阶贝塞耳光束(J0光束)质量的影响, 对CCD拍摄的贝塞耳光斑图样进行了数值模拟。计算结果指出,当轴棱锥的截面为圆对称的理想加工时, 轴棱锥产生的光场分布为近似理想的零阶贝塞耳光。当存在非圆对称加工误差, 且截面为椭圆形时, 衍射光斑将偏离J0光. 随着椭圆半长短轴之差的增大, 偏离程度增大。实验结果和理论模拟吻合得很好。
激光光学 轴棱锥 贝塞耳光束 非圆对称加工误差 光束质量
1 四川大学光电科学技术系, 成都 610064
2 中国工程物理研究院流体物理研究所, 成都 610003
本文首次提出了高阶贝塞耳(Bassel)光束的概念,并详细研究了高阶贝塞耳光束通过变换矩阵为光学系统的传输特性.
高阶贝塞耳光束 无衍射特性 传输方程 光束变换器
