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贝塞尔光束的特性（产生贝塞尔光束原理）

itomcoil 2025-07-03 15:53 2 浏览

用波矢k躺在一锥体表面内的一组平面波的叠加推导出贝塞尔光束的表达式：

其中ψ为极角,A(ψ)是ψ任意复函数,而贝塞尔积分公式为：

即最后E(r,t)可简单的写成：

这里，

为径向距离

J0是零阶第一类贝塞尔函数,则由式所决定的横平面上的光强分布为：

理论推导中发现无衍射光束垂直于传输方向的任意横截面，其光强分布均服从第一类零阶贝塞尔函数形式，故也称“无衍射光束”为贝塞光束。贝塞尔光束除了具有无衍射性和自愈性外，它的光强分布对称且沿直线传输，可用于激光准直、检测测量领域。周钊贤等人[2]用非线性光子晶体光纤直接输出超连续贝塞尔光束，崔超涵等人[3]利用空间光调制器设计半周期空间光相位调制的方案获得贝塞尔光束。孙川等人[4]用线性径向梯度折射率透镜产生长距离、高质量的贝塞尔光束，改变线性径向梯度折射率透镜的厚度和折射率曲线参数可以很容易改变其产生光束的无衍射距离。下图为贝塞尔光束，随着轴锥周期变化贝塞尔光束由环状聚焦为点状。

接收距离为50cm处，光束随轴锥周期的变化图

第一类贝塞尔函数

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