[发明专利]一种无衍射贝塞尔光束非球面透镜

说明书

本发明涉及一种无衍射贝塞尔光束非球面透镜，包括：第一球面、侧圆柱面和第二球面；所述第一球面为球面，所述第二球面为非球面；所述第一球面、侧圆柱面和第二球面围成所述贝塞尔光束非球面透镜，所述第一球面和第二球面两个球面的中心间距为5mm，透镜直径为20mm，出射光线与光轴夹角为0.017453rad；本发明的贝塞尔透镜由球面和非球面构成镜可以产生具有零阶贝塞尔光束特性的无衍射光束；提高了元件的能量利用效率。

技术领域

本发明涉及非球面透镜技术领域，尤其涉及一种无衍射贝塞尔光束非球面透镜。

背景技术

无衍射贝塞尔光束自1987年由Durnin等人提出[1]以来，由于其独特的无衍射特性和自重建特性得到了广泛的研究。许多产生无衍射光束的新方法也相继提出，这些方法大致可以分为两大类：一类被称为主动式，即通过特定结构的谐振腔可以直接输出贝塞尔光束；另外一类产生贝塞尔光束的方法被称为被动式。即通过光学元件将入射的高斯光束或其他光束转换为贝塞尔光束。这些光学元件包括环缝透镜，相位全息图，轴棱锥.透镜轴棱锥等。轴棱锥由于其结构简单、损伤阈值高和能量利用率高(接近100％)的优点成为目前产生贝塞尔光束最常用的光学元件，但是由于轴棱锥产生贝塞尔光时，在入射光束半径和轴棱锥折射率固定的情况下，产生的贝塞尔光束最大无衍射距离与轴棱锥锥面底角成反比，因此要获取长距离的贝塞尔光束，必须加工较小的锥面底角，而小的锥面底角在加工中是困难的。

目前国外市场上可购买的轴棱锥最小锥面底角为0.5°。为鼹央小的锥角加工困难的问题，人们尝试利用球面透镜的球差设计出具有类似轴棱锥功能的双透镜系统，即透镜轴棱锥，它是由不同材料的两个普通的球面透镜胶合而成的。但是由于傍轴光线受到球差影响较小，透镜轴棱锥的中心需要用不透明的圆屏挡光。这就降低了元件的能量利用效率。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种无衍射贝塞尔光束非球面透镜，包括：第一球面、侧圆柱面和第二球面；所述第一球面为球面，所述第二球面为非球面；所述第一球面、侧圆柱面和第二球面围成所述贝塞尔光束非球面透镜，所述第一球面和第二球面两个球面的中心间距为5mm，透镜直径为20mm，出射光线与光轴夹角为0.017453rad。

进一步的，第一球面的曲率半径为50mm，所述第二球面的曲率半径为50mm，

进一步的，第二球面的非球面参数为：曲面常量-1/51.36014mm^-1，曲率为0.082291，非球面的次高项系数为-0.033597。

本发明的优点在于：本发明的贝塞尔透镜由球面和非球面构成镜可以产生具有零阶贝塞尔光束特性的无衍射光束；提高了元件的能量利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1示出了根据本发明实施方式的一种无衍射贝塞尔光束非球面透镜。

附图标记：1、贝塞尔光束非球面透镜；2、第一球面；3、第二球面；4、侧圆柱面。

具体实施方式

在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便于对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好地理解。

下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。