Bessel-Gauss beam optical resonator
在一个简单的图片中，贝塞尔光束被视为在入射和出射锥形波之间的干涉区域中形成的横向驻波。基于这种解释，我们提出了一种光学谐振腔，支持模式的近似贝塞尔-高斯光束。应用二维Fox-Li算法验证了结论
2003-02-04 physics.comp-ph physics.optics
Compensation of Beer-Lambert attenuation using non-diffracting Bessel beams
我们报告一个通用的方法来补偿线性衰减介质中，独立于其微观起源。该方法利用衍射限制贝塞尔光束和定制的轴上强度分布，这是使用相位空间光调制器产生的。这种技术用于补偿线性光学中最基本的限制过程之一，被证明是有效的实验条件（修改的折射率和衰减系数）范围广泛。最后，我们解释了如何利用这种方法可以有利地在应用范围从生物成像光片显微镜量子存储器为未来的量子通信网络。
2019-06-13 physics.optics quant-ph
Integral transformation solution of free-space cylindrical vector beams and prediction of modified-Bessel-Gaussian vector beams
给出了自由空间柱面矢量光束的统一描述，它是矢量亥姆霍兹方程和横截性条件的积分变换解。在这个解决方案中涉及的角谱的振幅2-形式可以任意选择。当两个元素之一时，我们到达横电或横磁束模式。在傍轴条件下，该解不仅包含了已知的$J_1$贝塞尔-高斯矢量光束和通过求解傍轴波动方程得到的轴对称拉盖尔-高斯矢量光束，而且预言了两种新的矢量光束，称为修正贝塞尔-高斯矢量光束。
2007-10-11 physics.optics
Two-photon optics of Bessel-Gaussian modes
本文研究高斯泵浦光自发参量下转换产生的贝塞尔-高斯模的几何双光子光学。我们提供了一个一般的理论表达式的轨道角动量（OAM）的频谱和施密特数在此基础上，并显示如何这可能会有所不同的径向自由度，连续参数贝塞尔-高斯模式的控制。作为测试，我们首先实现了一个反投影技术，经典预测，通过实验，三个全息掩模，闪耀轴棱锥，二元轴棱锥和二元贝塞尔函数产生的贝塞尔-高斯模式的量子关联。然后，我们继续使用二进制贝塞尔掩模测试下转换光子的理论。我们通过实验量化了可用的OAM模式的数量，并证实了OAM频谱平坦化和OAM带宽随之增加的理论预测。这些结果对量子态的维数控制具有重要意义。
2013-06-12 physics.optics quant-ph
Passage of a Bessel beam through a classically forbidden region
电磁波通过经典禁带的运动，由于其与超光性的理论和实验问题有关，最近又引起了人们的兴趣。从实验的角度来看，许多文献提供了不同物理系统中存在超光现象的证据。理论上，通过一个禁止的间隙通道的问题已被视为平面波在斜入射到一个平面平行层的折射率小于周围介质的折射率的介质，也限制（高斯）光束，仍然在斜入射。在本文件中的情况下，贝塞尔光束进行检查，在垂直入射到层（Secs。II和III），在标量近似（Sec.四），并制定了一个矢量治疗（节。（五）。结论见Sic。六.
2001-11-26 physics.optics
Efficient generation of isolated attosecond pulses with high beam-quality by two-color Bessel-Gauss beams
高效率、高光束质量的孤立阿秒脉冲的产生是阿秒光谱学的基本要求。数值研究了双色贝塞尔-高斯光束驱动下中性稀有气体介质中超连续谱的产生。结果表明，在平台区获得了有效的光滑超连续谱，产生的阿秒脉冲在远场的空间分布为类高斯型，发散角为0.1 °。这种具有高光束质量的明亮光源有利于阿秒时间尺度上微观过程的检测和控制。
2011-09-20 physics.optics
Propagation-invariant beams with quantum pendulum spectra: from Bessel beams to Gaussian beam-beams
利用量子力学单摆的本征函数描述了一类新的传播不变光束。这些光束，其频谱（限于一个圆圈）是双周期的马修功能的方位角，取决于一个场强参数。当参数为零时，钟摆光束是贝塞尔光束，当参数接近无穷大时，它们类似于横向传播的一维高斯波包（高斯光束-光束）。摆梁是在平方角动量算子和线性动量算子之间插值的算子的本征函数。分析揭示了与马蒂厄光束的联系，并深入了解傍轴近似。
2013-07-26 physics.optics
Super-resolution technique enabled by higher-order Bessel beams in nanoscale optical structures
Vellore Institute of Technology（维洛尔理工学院）
研究旨在突破传统光学显微镜阿贝衍射极限以获取亚波长信息，通过利用高折射率纳米级结构和高阶贝塞尔光束实现超分辨率成像，展示了（λ/53）的分辨率，阐明了相关因素，凸显该方法在多领域应用的潜力。
2026-10-28 physics.optics
Knotted nodal lines in superpositions of Bessel-Gaussian light beams
本文提出了一种简单的产生节线贝塞尔-高斯光束叠加的解析方法。它是基于傍轴波动方程和自由粒子的二维薛定谔方程之间的等价性。的$2D$薛定谔传播表示的贝塞尔函数，它允许获得直接叠加的光束与所需的拓扑结构的节线。四种类型的纽结构造的显式的方式：unknot，霍普夫链，Borromean环和三叶。它还表明，使用的数字8结的例子，更复杂的结构需要更多的组成梁，以及高精度的数值和实验方面。光束强度的微小变化都可能导致结的“切换”。
2020-09-28 physics.optics
On the Generation of Topological Vector Solitons from Bessel Like Beams
光学文献中的耦合孤立波被称为矢量孤立子，以反映它们在相互碰撞后仍然保持不变的粒子性质。它们是由光强度引起的光学材料折射率的非线性变化产生的。我们发现，类贝塞尔光束产生的二次谐波光强分布是由同心环包围的各种几何形状的孤子组成的，其中一个是两个半径相近的中心孤子，它们被椭圆同心环打结。我们观察到它们的几何形状和强度分布依赖于入射到非线性介质上的基本贝塞尔光束的拓扑荷。我们表明，他们的空间分布是不变的传播。我们观察到它们的行为类似于波列中的螺旋位错：它们以与光束传播方向成$90^\circ$角的方式碰撞并反弹。通过这种方式，我们产生了链接的倍频贝塞尔型矢量孤子与不同的拓扑结构，这是打结，因为他们沿着光轴振荡，在实验室环境中传播时。
2022-06-22 physics.optics
Multi-modes Bessel-Gaussian-Orbital Angular Momentum Beams Quantum Holography
College of Physics, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学物理学院）；State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University（山西大学光电研究所量子光学与量子光学器件国家重点实验室）；Zhejiang Key Laboratory of Quantum State Control and Optical Field Manipulation, Hangzhou Dianzi University（杭州电子科技大学浙江省量子态调控与光场操控重点实验室）
本文提出基于多模式贝塞尔-高斯光束的轨道角动量量子全息方案，利用纠缠光子对构建量子选择全息图，并通过信号光子的模式参数实现信息重建，提升多路复用维度和编码能力。
2026-04-16 physics.optics quant-ph
On the Generation of Topological Vector Solitons from Bessel-Like Beams
光学文献中的耦合孤立波被称为矢量孤立子，以反映它们在相互碰撞后仍然保持不变的粒子性质。它们是由光强度引起的光学材料折射率的非线性变化产生的。我们发现类贝塞尔光束产生的二次谐波强度分布是由同心环包围的各种几何形状的孤立子组成的;其中一个是两个半径相似的中心孤立子，由椭圆同心环打结。我们观察到它们的几何形状和强度分布依赖于入射到非线性介质上的基本贝塞尔光束的拓扑荷。我们表明，他们的空间分布是不变的传播。我们观察到它们的行为类似于波列中的螺旋位错：它们以与光束传播方向成90 $^\circ$角的方式碰撞并反弹。通过这种方式，我们已经产生了链接的倍频贝塞尔型矢量孤子与不同的拓扑结构，这是打结，因为他们沿着光轴振荡，在实验室环境中传播时。
2022-06-22 physics.optics
On optical Weber waves and Weber-Gauss beams
本文报道了能量发散韦伯波和有限能量韦伯-高斯光束的归一化。利用著名的贝塞尔波和马蒂厄波导出了圆波、椭圆波和抛物波之间的积分关系，并给出了韦伯波的贝塞尔波和马蒂厄波分解。文中还给出了将韦伯-高斯光束近似为贝塞尔-高斯光束的有限叠加的效率。
2009-11-12 physics.optics
Controllable light capsules employing modified Bessel-Gauss beams
我们报告，在理论和实验上，一类新的控制光胶囊几乎完美的黑暗，直接采用修改后的贝塞尔-高斯光束的固有特性。这些光束在传输过程中，只要适当选择参数，就能自然地产生三维瓶状区域。值得注意的是，可以通过调整光束参数来控制光学瓶以展示各种几何形状，从而产生可调节的光胶囊。我们详细了解了由修改后的贝塞尔-高斯光束产生的光囊的理论起源和特性。此外，首次采用基于二进制数字微镜器件（DMD）的方案，通过精确的幅度和相位控制对空心光束进行整形。此外，我们证明了他们的能力，光学捕获的核壳磁性微粒，这在生物医学研究中发挥着特殊的作用，与全息光镊。因此，我们的观察提供了一个新的途径，产生和控制瓶束，并将扩大潜在的微观操纵吸收粒子，气溶胶，甚至单个原子。
2016-05-11 physics.optics
Goos-Haenchen and Imbert-Fedorov shifts of a nondiffracting Bessel beam
古斯-哈恩兴位移和英伯特-费多罗夫位移是对几何光学的衍射校正，它们已被广泛研究用于由电介质界面反射或透射的高斯光束。在反射或透射之前和之后在自由空间中传播，这样的高斯光束由于衍射而扩散。我们在这里解决的问题如何古斯Haenchen和Imbert-Fedorov位移行为的“无衍射”贝塞尔光束。
2010-11-05 physics.optics
Optical Vortex Braiding with Bessel Beams
本文提出了在大于2π旋转的激光束中，通过贝塞尔模与平面波的叠加，编织光学涡旋。我们通过使用贝塞尔-高斯光束和同轴高斯光束实验证明了这一点，我们提出了三个完整的辫子的测量。编织的数量是从根本上只限于系统的数值孔径，我们讨论如何编织可以控制实验为任何数量的涡流。
2021-11-19 physics.optics
Quasi-ideal dynamics of vortex solitons embedded in top-hat nonlinear Bessel beams
自散焦介质中的非线性贝塞尔光束被认为是一种自然的、无衍射的背景，在这种背景中，涡旋孤子可以嵌套、相互作用并在比通常的高斯或超高斯背景大一个数量级的传输距离上生存。涡旋孤子的动力学特性接近理想均匀背景下的动力学特性，阻止了涡旋的螺旋和衰减，从而使涡旋转向易于应用。
2017-05-31 physics.optics
Unraveling the vector nature of generalized space-fractional Bessel beams
本文给出了柱坐标系下齐次空间分数阶Helmholtz方程的精确解析解。这个解称为矢量空间分数贝塞尔光束（SFBB），它是由洛伦兹规范条件和赫兹矢量变换建立的。我们执行标量和矢量波分析集中在电磁学的应用，特别是在光束的尺寸与其波长$(k_r \approx k)$相当的情况下。研究了光纤的衍射和自修复特性，着重研究了光纤的偏振态和横向传输模式。由于连续阶轨道角动量依赖性，该光束可以作为普通整数贝塞尔光束和分数贝塞尔光束之间的桥梁，因此，可以被认为是适用于整数维和分数维空间的空间分数波方程的广义解。所提出的SFBB提供对光束特性的更好控制，并且可以容易地使用数字微镜器件（DMD）、空间光调制器（SLM）、超表面或螺旋相位板来生成。我们的发现为电磁波传播提供了新的见解，从而为光镊、折射率传感、光阱和光通信等领域的新应用铺平了新的道路。
2021-07-17 physics.optics
Propagation of Laguerre-Gaussian and Bessel-Gaussian scalar beams in an effective anisotropic background
Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa（墨西哥自治大学伊斯塔帕拉帕分校）
该研究探讨有效各向异性背景下结构化标量光束的传播，采用格林函数方法，以拉盖尔-高斯、贝塞尔-高斯光束为对象，揭示各向异性对径向强度分布等的调控作用。
2026-08-20 physics.optics
Bessel Gaussian Beam Propagation in a Thermally Induced Axially Varying GRIN Medium
Özyeğin University（奥兹耶金大学）
研究热诱导轴向变化GRIN介质中Bessel高斯束传播，推导了考虑轴向吸收的闭式ABCD传输矩阵，验证其在均匀介质和常梯度GRIN极限下的有效性。
2026-03-23 physics.optics
Poincaré Bessel Beams: Structure and Propagation
高斯光束中偏振和空间模式的不可分离叠加已经显示出编码在光的横模中的空间可变偏振的丰富图案，具有许多应用的潜力。在这项工作中，我们调查编码类似类型的叠加贝塞尔光束。我们发现，类似于在庞加莱-高斯光束中观察到的，庞加莱-贝塞尔光束可以通过贝塞尔模叠加产生。它们显示了偏振模式与旋错的偏振椭圆的方向和映射的庞加莱球到横模。本文报道了在贝塞尔模的多环剖面中观测到的柠檬、星和monstar向错。通过操纵分量贝塞尔光束的角谱，由于线性增加的传播相位差，我们能够沿着非衍射范围赋予图案的线性旋转。
2019-08-22 physics.optics
Monochromatic high-harmonic generation by Bessel-Gauss beam in periodically modulated media
针对高次谐波产生宽光谱限制单波长应用的问题，提出利用Bessel-Gauss光束与周期性调制气体介质直接产生单色高次谐波的方法，经解析计算与数值模拟验证，无需额外单色化光学元件，显著提升了通量并简化了装置。
2024-03-11 physics.optics
Self-healing of Gaussian and Bessel beams: a critical comparison
与普遍看法不同的是，任何光束在遇到障碍物后都具有某种程度的“重建自身”的能力。著名的阿拉戈点现象只不过是这种性质的一种表现。在这项工作中，我们分析了自愈机制，从数学和物理的角度来看，最终找到一个新的表达式的最小重建距离，这是有效的\emph{any}类光束，包括高斯光束。最后，证人功能，量化梁的自我重建能力的建议和测试。本文的结果有助于阐明光束自修复的物理机制。
2015-01-23 physics.optics quant-ph
Higher order harmonic generation and strong field ionization with Bessel-Gauss beams in a thin jet geometry
用于强场科学的高斯光束的一个有前途的替代品是贝塞尔-高斯（BG或类贝塞尔）激光束，因为它们很容易用现成的光学器件产生，并提供更大的光斑尺寸和工作距离的灵活性。在这里，我们使用的BG光束产生的透镜轴棱锥光学系统的高次谐波产生（HHG）在薄气体射流。相互作用区域的有限尺寸允许沿着传播轴扫描HHG产率。此外，通过测量电离产率与极紫外（XUV）一致，我们能够区分最大电离区域和最佳XUV生成区域。这种区别是非常重要的BG领域的BG光束与轴棱锥的产生往往会导致振荡的轴上强度，这可以被利用为扩展的相位匹配条件。我们观察到这样的振荡的电离和XUV通量沿传播轴的第一次。与高斯模式的情况一样，谐波产额在最高电离点处不是最大的。最后，尽管贝塞尔光束在远场中的中心具有孔，但是XUV光束被很好地准直，使得BG模式在期望基波的空间滤波时是很好的替代方案。
2021-02-10 physics.atom-ph physics.optics
Properties of electron lenses produced by ponderomotive potential with Bessel and Laguerre-Gaussian beams
在几何光学中研究了由有质动力势产生的电子圆透镜的性质。利用与聚焦后的一阶贝塞尔或拉盖尔-高斯光束的光强分布成正比的势产生电子圆透镜和三阶球差校正器。推导了薄透镜近似下的焦距和球差系数的计算公式，用以确定透镜特性和光束参数。当光束的模场较小时，电子轨迹计算结果显示出与使用公式得到的结果相似的性质。或者，由于电势的环形分布而引入大的高阶像差。二阶和高阶贝塞尔和拉盖尔-高斯光束不产生聚焦能力，也没有负的三阶球面像差;然而，它们仍然可以用作圆对称高阶像差校正器。结果表明，有质动力势为基础的电子透镜或相位板形成的折射率介质的形状是相当灵活的比在传统的静电和磁电子光学的情况下实现的。本文提出的公式可以作为设计优选光场的指南，从而促进利用电子-光相互作用的电子光学新技术的进步。
2022-03-07 physics.optics
Properties of "special'' hyperbolic Bessel-Gaussian optical beams
本文推导了“特殊”双曲贝塞尔-高斯（SHBG）光束的显式公式，分析其基本特性，发现参数γ可调整形状，光束呈环形且传播中分裂，相位具涡旋模式特征。
2023-07-07 physics.optics
Zero Focal Shift in High Numerical Aperture Focusing of a Gaussian Laser Beam through Multiple Dielectric Interfaces
本文讨论了高斯激光束通过多个平面介质界面时的焦移问题。结果表明，折射率失配的变化可以改变焦移和焦点位置，焦移可以是正的，也可以是负的，并且与盖玻片和浸没介质之间的折射率失配成正比。研究还表明，对于每种浸没介质（盖玻片），通过选择具有适当折射率的盖玻片（浸没介质），可以在连续深度范围内消除焦移。
2014-09-14 physics.optics
Bessel beams, propagationally invariant beams, and axicons: An historical and tutorial review
本文综述贝塞尔光束的历史发展，阐述其与阿拉戈光斑、轴锥镜等的关系，并涵盖高阶、偏振、波导、脉冲、艾里光束、扩展焦深及光片和光子纳米射流等主题。
2025-09-08 physics.optics
Bessel beams revisited: a generalized scheme to derive optical vortices
在大多数情况下，光学涡旋的电磁场是从矢量势和标量势导出的，使用基于洛伦兹或库仑规范的程序。前一个程序通常用于推导拉盖尔-高斯径向剖面的傍轴解，而后一个程序用于推导贝塞尔径向剖面的波动方程的完整解。我们调查的差异，在推导过程中应用每一个贝塞尔和拉盖尔-高斯配置文件。我们表明，由此得出的电磁场不同的相对强度的电和磁的贡献。在贝塞尔光束的情况下，从洛伦兹过程中产生的新的解决方案恢复了以前的工作未能解决的场对称性。我们的程序是进一步推广，我们发现一个频谱的领域超越洛伦兹和库仑规范类型。最后，我们描述了一个可能的实验来测试我们的发现。
2018-08-01 physics.optics
Entangled Bessel beams
在Bessel-Gauss（BG）基下研究了轨道角动量（OAM）纠缠。BG模式具有易于调节的径向尺度，为OAM纠缠提供了比拉盖尔-高斯（LG）模式更有利的基础。在BG模式方面的OAM带宽可以通过选择特定的径向模式来增加，并且导致频谱的平坦化。光谱的平坦化允许更高的纠缠。我们证明了增加的纠缠BG模式进行贝尔型实验和违反适当的Clauser霍恩Shimony霍尔特（CHSH）不等式。此外，我们还重建了高维纠缠BG模的量子态。
2012-08-31 physics.optics quant-ph
Filament propagation length of femtosecond pulses with different transverse modes
实验研究了高斯光束、拉盖尔-高斯光束和贝塞尔-高斯光束在水中的增强和传输。这些不同的横模入射激光脉冲从一个初始的高斯光束，通过使用计算机生成的全息技术创建。我们发现，在相同的峰值强度、脉冲宽度和光束中心尺寸的条件下，Bessel-Gaussian入射光诱导的丝状体长度比其他横模诱导的丝状体长度长。为了更好地理解贝塞尔-高斯光束的传输，我们进行了更详细的研究的灯丝长度作为径向模瓣的数量的函数。长度随波瓣数的增加而增加，这意味着径向模态波瓣作为中心强度峰形成的细丝的能量库。
2014-06-24 physics.optics
Diffraction of Bessel beams on 2D amplitude gratings -- a new branch in the Talbot effect study
本文给出了任意阶$J_l(κr)$贝塞尔光束在二维振幅光栅上衍射的解析理论。在一定条件下，主Talbot平面和分数Talbot平面中的衍射图案是环形微束的晶格，其直径取决于光栅周期、照明光束直径、Talbot平面的数目和拓扑电荷$l$。对于靠近光轴的环，后者再现照明光束的$l$。在新西伯利亚自由电子激光器的波长$λ= 141$ $μ$ m使用的光栅孔直径下至$d \approx 2λ$，以及，数值模拟进行的实验，以及支持的理论。由于拉盖尔-高斯光束可以表示为贝塞尔光束的叠加，本文的结果可以应用于拉盖尔-高斯光束的Talbot效应的分析。
2019-08-28 physics.optics
Exponential beams of electromagnetic radiation
我们发现，除了众所周知的贝塞尔，厄米-高斯，拉盖尔-高斯光束的电磁辐射，也可以构建指数光束。这些光束的特征在于由ρ的指数函数描述的横向方向上的衰减。指数光束，如贝塞尔光束，携带确定的角动量，并且沿着传播方向是周期性的，但与贝塞尔光束不同的是，它们每单位光束长度具有有限的能量。通过广泛使用Riemann-Silberstein矢量和仅用一个复变函数表示的麦克斯韦方程组的解的Whittaker表示，这些梁的分析被大大简化。通过将指数光束构造为贝塞尔光束的波包，使贝塞尔光束与指数光束之间的联系变得清晰。
2006-07-31 physics.optics
Direct micro-structuring of Si(111) surfaces through nanosecond-laser Bessel beams
本文报道了用无衍射（Bessel- $J_0$）光束对Si（111）晶片进行纳秒激光烧蚀的实验。首先，Axicon是一种用于光束整形的圆锥形光学元件，其特征在于具有可见光和红外线源。然后，用贝塞尔光束产生的$α=1^{\circ}$和$α=20^{\circ}$底角的烧蚀轮廓，然后他们通过扫描电子显微镜，原子力和光学干涉显微镜表征。实验结果与理论预测相比，通过使用贝塞尔函数。结果表明，只要激光脉冲能量在我们实验中发现的能量范围内，Bessel光束的唯一中心光斑就能破坏Si（111）样品的表面，从而使Si（111）样品的直接微结构化成为可能。此外，我们的研究结果清楚地表明，减少HAZ面积由于热膨胀在纳秒脉冲制度是自然的结果贝塞尔光束，而不是高斯光束相同的光斑尺寸。最后，纳秒脉冲在脉冲能量上呈现两种烧蚀区域，采用高质量的高斯光束（$M^{2}\approx1$）可以提高结构的质量，而采用较大的轴棱锥（如$α=40^{\circ}$）可以大大减小结构的尺寸。
2019-06-20 physics.app-ph physics.optics
A concise and universal method for deriving arbitrary paraxial and non-paraxial cylindrical Gaussian-type light modes
本文提出了一种推导傍轴和达朗贝尔方程类高斯解表达式的简明方法。该方法基于Hankel变换。选择高斯基函数，对前因子作适当的修改，就可以得到所有具有圆柱特性的基本光束。这是指高斯、贝塞尔-高斯、修改的贝塞尔-高斯、拉盖尔-高斯和库默-高斯（即，超几何-高斯）光束，但是潜在地其他光束也可以起作用。例如，可以通过不完全伽马函数来描述以这种方式导出的新型射束，因此其可以被称为$γ$射束。
2021-08-26 physics.optics
Nonlinear Bessel beams
从非线性薛定谔方程出发，研究了克尔非线性效应对线性无衍射贝塞尔光束的影响。示出的非线性主要影响贝塞尔光束的中心部分，产生径向压缩或减压取决于非线性是否聚焦或散焦，分别。分析了高斯截断贝塞尔光束在克尔非线性作用下的动力学性质。结果发现，虽然在均方根意义上的宽度平衡的条件存在，光束的轮廓变得强烈的变形过程中的传输，并可能表现出的现象的整体和部分崩溃。
2003-05-20 physics.optics
Generalized Bessel beams with two indices
该研究通过设计 Bessel 光束的角谱，提出一类具有两个指数的标量 Helmholtz 方程精确解，并分析其在近轴条件下的结构与传播特性。
2014-02-20 physics.optics
Refractive index of a transparent liquid measured with a concave mirror
本文介绍了用球面凹面镜法测量透明液体折射率的方法。我们利用斯涅耳定律和小角近似推导了折射率方程。利用传统的球面镜和薄透镜高斯方程验证了该方法的有效性。
2012-02-11 physics.class-ph physics.optics
Ablation of black-Si by (Gauss-)Bessel femtosecond laser beams
本文比较了高斯与高斯-贝塞尔飞秒激光对黑硅的改性效果，发现贝塞尔光束可在低50倍能量密度下实现更窄改性并获更高深宽比沟槽，且双面织构黑硅近红外透射率超95%。
2025-05-08 physics.app-ph physics.optics
Passive Cross-Basis Mode Transitions Along a Single Freely Propagating Bessel Beam
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
该研究展示了如何通过单个自由传播的贝塞尔光束中的径向位置与轴向重建距离的一一映射，将静态相位-only空间光调制器的径向孔径转换为可编程的纵向模式寄存器，从而实现离散的横模编码。
2026-05-16 physics.optics
Engineering the axial intensity of Bessel beams
由于光沿光轴传播的锥形性质，贝塞尔光束（BB）在有限的传播距离上不受衍射的影响。这在激光制造中提供了有前途的优势。然而，BB沿传播方向表现出显著的强度变化。我们提出了一种简单的技术，工程师的轴向强度的BB超过厘米长的传播距离，而不扩展的入射激光束。该方法使用两个衍射光学元件（DOE），一个将输入的高斯光强分布转换为中间光强分布，该中间光强分布照射第二个DOE，二元轴棱锥。可以制造在几厘米长度上具有所需轴向强度分布的BB。
2017-11-02 physics.optics
Bessel Speckles
散斑图案是由相互相干的光束的随机干涉形成的。虽然散斑在许多领域通常被认为是不必要的噪声，但它们也为许多基于散斑的成像，全息和传感技术的发展奠定了基础。近年来，利用静态和动态光学调制器，利用空间非相干光源产生了人工散斑图，用于先进的成像应用。在这份报告中，一个基本的研究已经进行了与贝塞尔分布的基本组成部分的散斑图案：散斑图案形成的随机干涉贝塞尔光束。间接计算成像框架已被应用于研究成像特性。通常，贝塞尔光束具有长焦深，在这种情况下，其被随机性的增加所抵消，使得能够在贝塞尔光束和高斯光束的极限之间调节轴向分辨率。三维计算成像已得到综合论证。所提出的研究将带来新一代非相干成像技术。
2022-07-25 physics.optics
Generation of high peak power, segmented and Bessel beams of tunable range without on-axis intensity modulation
我们提出并实验证明了一种新的实验方案，以产生高峰值功率，分段，平滑，零阶贝塞尔光束的可调谐范围。用不同阶数的空心高斯光束照射轴棱锥，在离轴棱锥不同的位置产生了不同射程的贝塞尔光束。在HGB中心处的暗核的存在消除了轴棱锥尖端中的不完美的影响。结果，输入光束的整个功率被转换成零阶贝塞尔光束，没有任何轴上强度调制。我们观察到零阶贝塞尔光束的峰值功率随着HGB的阶数的增加而增加，而射程则减小。控制不同阶数的HGB与轴棱锥的叠加，我们已经证明了贝塞尔光束范围的增加。现有技术还可以产生不同强度分布的贝塞尔光束，包括单峰或多峰贝塞尔光束。利用不同长度的非线性晶体中的单程二次谐波产生，我们进一步证实了贝塞尔光束的峰值功率随HGB阶数的增加而增加，并且由于HGB的叠加，贝塞尔光束的范围也增加了。通用的实验方案可以在不同的波长和时间尺度（连续波到超快）。
2018-03-28 physics.optics
Non-diffracting chirped Bessel waves in optical antiguides
本文提出光学反波导中近轴波动方程的无衍射啁啾贝塞尔波解，并通过数值模拟证明其有限能量形式可抵抗散焦、弯曲和偏心发射影响，且具有自愈能力。
2015-02-03 physics.optics
Generation of a Bessel beam in FDTD using a cylindrical antenna
贝塞尔光束由于其强度分布在扩展的传播范围内的不变性，在光学和光子学的许多领域中正成为非常有用的工具。时域有限差分法（FDTD）被广泛用于模拟光束与纳米结构的相互作用。然而，在这种方法中贝塞尔光束的产生是一个计算上具有挑战性的问题。在这项工作中，我们报告的方法产生的无限贝塞尔光束的三维FDTD。它是基于注入的贝塞尔解麦克斯韦方程组从一个圆柱形的空心环。这种配置与激光等离子体相互作用的粒子模拟兼容。这种配置允许使用更小的计算框，因此在计算上比从壁创建贝塞尔-高斯光束更有效，并且更精确地模拟分析无限贝塞尔光束。成功地产生了不同锥角的零阶和高阶贝塞尔光束。我们调查的注射器参数的误差相对于解析解的影响。在所有情况下，相对偏差在0.01- 7.0%的范围内。
2021-02-25 physics.optics physics.plasm-ph
On the refractive index for a nonmagnetic two-component medium: resolution of a controversy
使用两种方法来确定在其介电常数中包括无源分量和反转分量的介电介质的折射率：（i）在时域中，有限差分算法，用于从垂直入射在电介质半空间上的脉冲平面波的反射数据计算频域反射率，以及（ii）在频域中，倾斜入射的高斯光束通过介质板时的偏转。发现电介质是折射率实部为负的有源介质。因此，科学文献中最近的一个争议得到了解决。
2007-05-07 physics.class-ph physics.optics
A simple and effective method for the analytic description of important optical beams, when truncated by finite apertures
本文提出了一种简单有效的方法，它基于贝塞尔-高斯光束的适当叠加，在菲涅耳区能够以解析形式描述贝塞尔光束、平面波、高斯光束、贝塞尔-高斯光束等重要波在被有限孔径截断时的三维演化。我们的数学方法的副产品之一是，人们可以在几秒钟或几分钟内得到高精度的结果，而这些结果通常需要相当长的数值模拟时间。该方法适用于电磁学（光学，微波等），以及声学。OCIS代码：（999.9999）无衍射波;（260.1960）衍射理论;（070.7545）波的传播;（070.0070）傅立叶光学和信号处理;（200.0200）光学计算;（050.1120）光学仪器;（070.1060）声光信号处理;（280.0280）遥感和传感器;（050.1755）计算电磁方法。
2012-03-03 physics.comp-ph physics.optics
Elongated focus optoacoustic microscopy with matched Bessel beam illumination and ultra-broadband axicon detection
当前的光声显微镜配置通常具有窄的焦距范围，这限制了它们用于快速体积成像应用。在这里，光声显微镜的焦点范围是通过匹配的细长的光学照明分布的贝塞尔光束与笔形光束的宽带轴棱锥检测器的声学灵敏度分布扩展。一个倒置的光声显微镜开发与可互换的光学照明和声检测单元，以评估成像深度和分辨率保留与照明和检测配置文件的几种组合。匹配贝塞尔照明与轴棱锥检测扩展了焦深17倍于传统配置。成像倾斜的小鼠耳朵与匹配的贝塞尔轴棱锥配置显示脉管系统的成像深度超过4.2毫米的光学分辨率，同时提供了6倍的增加，在相同的扫描时间内的成像体积相比，配置采用标准高斯照明，证明这种方法的承诺，增加应用光声显微镜在临床前研究。
2021-04-13 physics.bio-ph physics.optics
Refractive index sensing based on large negative Goos-H$\ddot{a}$nchen shifts of wavy dielectric grating
本研究利用波浪形介质光栅的准连续谱束缚态激发产生的大负Goos-Hänchen位移，通过测量耦合到相连平板波导的能流实现背景介质折射率传感，该方案可与光路波导集成。
2024-05-16 physics.optics
Super-resolution deep imaging with hollow Bessel beam STED microscopy
受激发射耗尽（STED）显微镜已成为一个强大的成像和局部激发方法击败衍射障碍，提高横向空间分辨率在细胞成像，光刻等，由于受激发射引起的像差和散射失真，它一直是一个巨大的挑战，STED保持一致的横向分辨率深入内部的标本。在这里，我们报告了一个深成像STED显微镜使用高斯光束激发和空心贝塞尔光束耗尽（GB-STED）。所提出的方案显示了改进的成像深度，在固体琼脂糖样品中为~155μm，在PDMS中为~115μm，在脑组织中的灰质体模中为~100μm，具有一致的超分辨率，而标准STED显微镜在相同的成像深度下显示出显著降低的横向分辨率。结果表明，GB-STED具有良好的成像穿透能力，使其成为深三维成像光学纳米显微镜和激光加工的一种有前途的工具。
2015-12-01 physics.optics
Gaussian, Hermite-Gaussian, and Laguerre-Gaussian beams: A primer
本文的目的是提出一个教学和自包含的概述高斯厄米和高斯拉盖尔激光束模式。用于推导这些模式的通常教科书方法是在傍轴近似内求解Helmoltz电磁波方程。在这里，提出了一种不同的技术：使用基本高斯模式的平面波表示作为种子函数，所有高阶光束模式通过与微分算子作用于该基本解而导出。即使是特殊的光束模式，最近推出的贝塞尔光束很容易在该框架内描述。
2004-10-04 physics.optics
Sensing with Twisted Light: Precision Measurement of Fractional Azimuthal Index to Determine Refractive Index
本文提出利用螺旋相位板将光转换为携带轨道角动量的拉盖尔-高斯光束，通过激光散斑以2×10⁻⁵精度测量分数方位角指数，进而实现折射率精度达6.4×10⁻⁷的微流控传感，并验证了蔗糖和血红蛋白样品。
2025-08-27 physics.optics
Refractive index profile tailoring of multimode optical fibers for the spatial and spectral shaping of parametric sidebands
本文介绍了通过剪裁多模光纤的线性折射率分布来控制其非线性参量边带的空间和光谱的概念。在所有情况下，泵经历克尔自清洁，导致接近基本模式的钟形轮廓。几何参数的不稳定性，由于准相位匹配的光栅产生的克尔效应通过泵浦自成像，导致频率多播的光束自清洁跨越宽带阵列的边带。我们的实验表明，在梯度折射率光纤的折射率分布中引入高斯倾角允许将光谱边带的空间内容急剧地改变为高阶模。这是由于基本模式和高阶模式之间的振荡同步性被打破。因此，模态四波混频优于几何参数不稳定性作为主要的边带产生机制。观测结果与基于微扰分析的理论预测以及（3D + 1）非线性Schr方程的完全数值解吻合得很好odinger方程
2018-12-07 physics.optics
Single-beam reflection technique for determination of nonlinear-refractive index of thin-film semiconductors using an electrically focus tunable lens
本文提出了一种测量半导体薄膜非线性折射率n_2的反射式F扫描技术。在该技术中，使用电可调焦透镜将p偏振高斯光束聚焦到样品上，该样品定位在距透镜固定距离处并且相对于光轴形成角度。由于EFTL具有在施加电流时在特定范围内改变其焦距的能力。电可调焦透镜在特定范围内根据施加的电流改变其焦距，因此，当光聚焦在样品表面上时，光束强度足够高以产生非线性光学效应，例如材料折射率的变化。然后，这种变化被记录为反射率的变化，由强度检测器测量。三维CH 3 NH 3 PbBr 3混合钙钛矿薄膜的结果。
2018-07-10 physics.optics
