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請注意，由于進(jìn)入錐透鏡的光束是一種像差和像散高斯光束，則最終生成的光束不可能是理想貝塞爾光束，。有趣的是，通過使用錐透鏡對，光束的像散特性在焦區(qū)域得到了明顯的提升。這可以在光束y剖面的參數(shù)上看出來。此外，相比于有相似束腰的高斯光束，生成的貝塞爾光束的焦深增加了4倍。

摘要 貝塞爾光束由于其無衍射特性，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，它們通常由錐透鏡生成。具有無限尖端的理想錐透鏡是不存在的，而且在實(shí)際中，錐透鏡的尖端是圓形的。在這個(gè)例子中，我們研究了圓尖端對生成的貝塞爾光束的影響。[O. Brzobohaty, et al. Opt. Express 16, 12688-12700 (2008)]。

摘要 貝塞爾光束由于其無衍射特性，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，它們通常由錐透鏡生成。具有無限尖端的理想錐透鏡是不存在的，而且在實(shí)際中，錐透鏡的尖端是圓形的。在這個(gè)例子中，我們研究了圓尖端對生成的貝塞爾光束的影響。[O. Brzobohaty, et al. Opt. Express 16, 12688-12700 (2008)]。

Fusion技術(shù) 文件信息 延伸閱讀- 編程一個(gè)錐透鏡傳輸函數(shù)- 不同光闌后的衍射圖樣- 不同像差的焦斑

摘要 貝塞爾光束由于其無衍射特性，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，它們通常由錐透鏡生成。具有無限尖端的理想錐透鏡是不存在的，而且在實(shí)際中，錐透鏡的尖端是圓形的。在這個(gè)例子中，我們研究了圓尖端對生成的貝塞爾光束的影響。[O. Brzobohaty, et al. Opt. Express 16, 12688-12700 (2008)]。

摘要 貝塞爾光束由于其無衍射特性，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，它們通常由錐透鏡生成。具有無限尖端的理想錐透鏡是不存在的，而且在實(shí)際中，錐透鏡的尖端是圓形的。在這個(gè)例子中，我們研究了圓尖端對生成的貝塞爾光束的影響。[O. Brzobohaty, et al. Opt. Express 16, 12688-12700 (2008)]。

貝塞爾光束由于其無衍射特性，在不同的應(yīng)用領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，它們通常由錐透鏡生成。具有無限尖端的理想錐透鏡是不存在的，而且在實(shí)際中，錐透鏡的尖端是圓形的。在這個(gè)例子中，我們研究了圓尖端對生成的貝塞爾光束的影響。[O. Brzobohaty, et al. Opt. Express 16, 12688-12700 (2008)]。

通過疊加準(zhǔn)直透鏡透過率函數(shù)和軸錐鏡透過率函數(shù)生成HOE的結(jié)構(gòu)，利用探測器探查后方光場的分布。圖1. HOE產(chǎn)生具有長焦深的貝塞爾光束建模過程光路編輯器如圖2所示，HOE放置在光源后方1.5mm位置，在HOE后700μm處放置了一個(gè)探測平面。探測器602、601和600分布探測HOE前表面、后表面和HOE后700μm的光場分布。圖2.

從工程價(jià)值看，這類仿真不僅用于“看焦斑”，更用于指導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)化。例如，在激光微納加工中，希望獲得盡可能小且能量集中的焦斑，以提升加工精度；在共聚焦顯微中，則需要在分辨率和景深之間取得平衡；在光纖耦合或熒光激發(fā)場景中，還要考慮焦斑與目標(biāo)結(jié)構(gòu)的模式匹配。VirtualLab Fusion提供的場分布、截面分析和參數(shù)掃描能力，能夠幫助工程師在設(shè)計(jì)早期就發(fā)現(xiàn)問題，減少樣機(jī)試錯(cuò)成本。

在示例文件中打開cylindrical_lens.zmx： 上圖展示了一個(gè)柱面透鏡，其前表面為圓柱面，后表面為平面。我們希望光線通過這個(gè)柱面透鏡在像面上得到一條聚焦的線，也就是說在Y方向有最小的空間展寬，而在X方向上有最小的角度展寬。要達(dá)到這個(gè)目的也很簡單。

由圓頂錐透鏡生成貝塞爾光束 我們用帶有圓形尖端的錐透鏡建模生成貝塞爾光束，并研究圓形尖端如何影響貝塞爾光束的演化。 可編程函數(shù) 在本文件中，我們以圓柱透鏡為例說明如何使用可編程函數(shù)。

由圓頂錐透鏡生成貝塞爾光束 如今，貝塞爾光束和相似的非衍射光束已不僅僅在實(shí)驗(yàn)室中生成，更被廣泛用于不同的應(yīng)用中。為了更好地利用此類光束，必須更深入地研究和理解其性能。

如今，貝塞爾光束和相似的非衍射光束已不僅僅在實(shí)驗(yàn)室中生成，更被廣泛用于不同的應(yīng)用中。為了更好地利用此類光束，必須更深入地研究和理解其性能。作為一個(gè)典型的示例，我們演示了如何用錐透鏡產(chǎn)生貝塞爾光束，并且遵循O.Brzobohaty等人的工作，我們研究了錐透鏡的圓形尖端對所得的貝塞爾光束產(chǎn)生的影響。

衍射錐透鏡 錐透鏡將一束激光轉(zhuǎn)換成一個(gè)環(huán)形狀（近場的貝塞爾強(qiáng)度輪廓）。它還將點(diǎn)光源成像成沿光軸的一條線，而且還增加了景深。由于其獨(dú)特的性質(zhì)，衍射錐透鏡應(yīng)用很廣，如原子陷阱，望遠(yuǎn)鏡和激光鉆孔。 類似渦旋透鏡，不論衍射錐透鏡的輸入脈沖是高斯或超短（見圖2），輸出幾乎都沒有變化。

軸錐鏡和透鏡將光束轉(zhuǎn)化為中空的瓶束建模任務(wù)：軸錐鏡和透鏡構(gòu)成的系統(tǒng)可以將高斯光束整形為環(huán)形光束，并且可以生成三維的瓶底光束。這一期將通過對這個(gè)系統(tǒng)的建模帶領(lǐng)大家了解VirtualLab Fusion的參數(shù)掃描功能和動圖的生成過程。軸錐鏡的傳輸函數(shù)為exp(-i2π/λrα)，其中λ為波長，α是徑向調(diào)控因子。透鏡的傳輸函數(shù)則是exp(-i2π/λr^2/f/2)，f為焦距。

衍射錐透鏡 錐透鏡將一束激光轉(zhuǎn)換成一個(gè)環(huán)形狀（近場的貝塞爾強(qiáng)度輪廓）。它還將點(diǎn)光源成像成沿光軸的一條線，而且還增加了景深。由于其獨(dú)特的性質(zhì)，衍射錐透鏡應(yīng)用很廣，如原子陷阱，望遠(yuǎn)鏡和激光鉆孔。 類似渦旋透鏡，不論衍射錐透鏡的輸入脈沖是高斯或超短（見圖2），輸出幾乎都沒有變化。

由于受焊接過程中產(chǎn)生的飛濺物和激光模式的影響，實(shí)際焊接使用的最短焦深多為焦距126mm(5”)。當(dāng)接縫較大或需要通過加大光斑尺寸來增加焊縫時(shí)，可選擇254mm(10”)焦距的透鏡，在此情況下，為了達(dá)到深熔小孔效應(yīng)，需要更高的激光輸出功率（功率密度）。

它的工作原理并不復(fù)雜：當(dāng)高斯光束垂直入射到圓錐面時(shí)，光線會被按錐角規(guī)律折射，形成沿光軸方向傳播的 “無衍射貝塞爾光束”—— 這種光束的核心特點(diǎn)是，在一定距離內(nèi)（無衍射區(qū)），光斑中心亮斑的大小和強(qiáng)度幾乎不隨傳播距離變化，哪怕遇到輕微遮擋，也能快速恢復(fù)原有形狀。圖1.

由圓頂錐透鏡生成貝塞爾光束 我們用帶有圓形尖端的錐透鏡建模生成貝塞爾光束，并研究圓形尖端如何影響貝塞爾光束的演化。 可編程函數(shù) 在本文件中，我們以圓柱透鏡為例說明如何使用可編程函數(shù)。

參數(shù)耦合調(diào)整反射鏡方位角，即到掃描透鏡的期望輸入掃描角度theta參數(shù)運(yùn)行生成場曲圖和畸變圖 總結(jié)VirtualLab可以使用雙軸掃描鏡和指定掃描光學(xué)透鏡模擬激光掃描系統(tǒng)在目標(biāo)平面上，分析偏轉(zhuǎn)光束通過光線追跡計(jì)算場曲和扭曲通過幾何場追跡計(jì)算光束剖面場追跡可以更加準(zhǔn)確地分析焦點(diǎn)光束 進(jìn)一步閱讀 進(jìn)一步閱讀