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貝塞爾光束由于其獨特的縱向聚焦特性，被廣泛應用于材料加工、光鑷等領域。在VirtualLab Fusion中，我們演示了這種光束的產生。在第一個例子中，設計了一個全息光學元件（HOE），將光纖的輸出直接轉換成貝塞爾光束；第二個例子研究了軸棱錐圓頭對產生的貝塞爾光束的影響。

用HOE在光纖后面產生貝塞爾光束 我們使用一個HOE結合透鏡和軸棱錐函數從單模光纖的輸出產生貝塞爾光束。 圓端軸產生貝塞爾光束的建模 我們建立了具有圓尖端軸突的貝塞爾光束的產生模型，并研究了尖端的圓度對貝塞爾光束演化的影響。

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 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。

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驗室中生成，更被廣泛用于不同的應用中。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。

建模任務 在固定Z位置的貝塞爾光束 貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化 貝塞爾光束沿

如今，貝塞爾光束和相似的非衍射光束已不僅僅在實驗室中生成，更被廣泛用于不同的應用中。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。作為一個典型的示例，我們演示了如何用錐透鏡產生貝塞爾光束，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生的影響。

建模任務 在固定Z位置的貝塞爾光束 貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=30μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=30μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=60μm）的演化 貝塞爾光束沿

建模任務 在固定Z位置的貝塞爾光束 貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=30μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=30μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=60μm）的演化 貝塞爾光束沿

建模任務 在固定Z位置的貝塞爾光束 貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=30μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=30μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=60μm

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 貝塞爾光束由于其擴展的聚焦深度在許多應用中十分有用。在本例中，我們展示了如何從單模光纖的輸出中產生貝塞爾光束。不同于利用準直透鏡和錐透鏡的傳統方法，我們設計了一個集透鏡和錐透鏡功能于一體的全息光學元件(HOE)。這種光路是在VirtualLab Fusion中內置的。我們檢查了HOE的功能并檢查了HOE背后的光場演變。

摘要 貝塞爾光束由于其擴展的聚焦深度在許多應用中十分有用。在本例中，我們展示了如何從單模光纖的輸出中產生貝塞爾光束。不同于利用準直透鏡和錐透鏡的傳統方法，我們設計了一個集透鏡和錐透鏡功能于一體的全息光學元件(HOE)。這種光路是在VirtualLab Fusion中內置的。我們檢查了HOE的功能并檢查了HOE背后的光場演變。

貝塞爾光束由于其無衍射特性，在不同的應用領域引起了廣泛的關注，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，而且在實際中，錐透鏡的尖端是圓形的。在這個例子中，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)]。

如今，貝塞爾光束和相似的非衍射光束已不僅僅在實驗室中生成，更被廣泛用于不同的應用中。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。作為一個典型的示例，我們演示了如何用錐透鏡產生貝塞爾光束，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生的影響。

建模任務 在固定Z位置的貝塞爾光束 貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=10μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=30μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=30μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=60μm）的演化 貝塞爾光束沿Z（a=60μm

因此，如何突破高斯光束的焦深-分辨率制約關系，實現長焦深且高分辨率的光場調控，成為光學領域的重要研究方向。建模任務在這個案例中為大家介紹基于HOE的貝塞爾光束產生。如圖1所示為基于HOE的貝塞爾光束產生的裝置。在這個案例中光源為單模光纖輸出的高斯光源，波長1064nm，束寬為3.3μm.

它的工作原理并不復雜：當高斯光束垂直入射到圓錐面時，光線會被按錐角規律折射，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是，在一定距離內（無衍射區），光斑中心亮斑的大小和強度幾乎不隨傳播距離變化，哪怕遇到輕微遮擋，也能快速恢復原有形狀。圖1.

衍射錐透鏡 錐透鏡將一束激光轉換成一個環形狀（近場的貝塞爾強度輪廓）。它還將點光源成像成沿光軸的一條線，而且還增加了景深。由于其獨特的性質，衍射錐透鏡應用很廣，如原子陷阱，望遠鏡和激光鉆孔。 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。

衍射錐透鏡 錐透鏡將一束激光轉換成一個環形狀（近場的貝塞爾強度輪廓）。它還將點光源成像成沿光軸的一條線，而且還增加了景深。由于其獨特的性質，衍射錐透鏡應用很廣，如原子陷阱，望遠鏡和激光鉆孔。 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。

通過Programmable Function定義軸錐鏡參數和透鏡參數搭建好的光路圖如圖3所示，光源為0.5mm，532nm高斯光束，經過整形系統后形成中空瓶束，放置在特定位置的探測器可以獲得此處的橫向光場分布圖3. 光路圖圖4展示了分別位于30mm和100mm處的光斑。可以看到在30mm處為貝塞爾光束，而在100mm處為環形光束，整體構成了3D的中空瓶束。