基于圆环达曼光栅的贝塞尔光束产生器

摘要

一种基于圆环达曼光栅的贝塞尔光束产生器，构成依次包括共光轴的圆环达曼光栅、第一透镜、振幅型空间滤波器、第二透镜和聚焦物镜，所述的第一透镜和第二透镜为共焦透镜组，所述的圆环达曼光栅是一阶、多周期、二值位相差为π的圆环达曼光栅，所述的振幅型空间滤波器位于所述的第一透镜和第二透镜的共焦平面上。本发明可以在聚焦物镜的聚焦后场产生一种横向光斑在微米或亚微米量级、轴向焦深在10～102波长的无衍射光束。转换效率高达80％。通过空间滤波的方式，所产生的贝塞尔光束质量进一步提高。这种微米或亚微米的无衍射贝塞尔光束可以广泛用于光学微加工、光存储、大景深成像、激光粒子捕获和加速以及自聚焦伺服系统等场合。

主权项

1.一种基于圆环达曼光栅的贝塞尔光束产生器，沿光束前进方向依次包括：圆环达曼光栅（1）、第一透镜（21）、振幅型空间滤波器（23）、第二透镜（22）和聚焦物镜（3），所述的第一透镜（21）和第二透镜（22）组成共焦透镜组，其特征是所述的圆环达曼光栅（1）是一阶、多周期、二值位相差为π的圆环达曼光栅，所述的圆环达曼光栅（1）、第一透镜（21）、振幅型空间滤波器（23）、第二透镜（22）和聚焦物镜（3）共光轴，所述的振幅型空间滤波器（23）位于所述的第一透镜（21）和第二透镜（22）的共焦平面上，该振幅型空间滤波器（23）主要包含一个环形透光区域，该环形透光区域的内外半径依次为r₀-δr和r₀+δr，其中r₀＝f₁tanθ,角度θ满足光栅方程sinθ＝λ/Λ，λ为工作波长，Λ为所述的圆环达曼光栅（1）的沿径向的周期，f₁为第一透镜（21）的焦距，δr的调节范围为1～2毫米； 所述的聚焦物镜（3）的主平面距第二透镜（22）的中心的距离满足关系式： 其中f₂为第二透镜（22）的焦距，R为入射光束半径。