专利名称：一种产生长距离无衍射贝塞尔光束的组合锥透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可产生长距离无衍射贝塞尔光束的组合锥透镜，可用于长距离高精度准直、大尺度线性测量、空间激光通信系统和大气激光通信系统等的工具，在装备制造业和激光通信中有重要应用。
背景技术：
高斯激光束与普通光束相比，具有方向性好、能量集中的优点，在工程应用中经常被作为直线基准来进行直线度、同轴度、平面度、平行度等的测量。但是，由于大气湍流的扰动，在利用高斯光束进行大尺寸、长距离准直测量时测量精度一直都很难得到提高。美国 Rochester大学的J. Durnin于1987年首次提出无衍射贝塞尔光束的概念，这种光束的特点是中心光斑极小，且在传输中光场不发散。贝塞尔光束的另外一个重要特性-光束自再现， 即光束被障碍物遮挡后可以自重建。近年来研究还发现，贝塞尔光束在空间中传输时受到大气湍流的扰动和在非均勻介质中受到的散射影响比高斯激光束要小得多。无衍射贝塞尔光束的这些特点，使其更适合空间大尺度准直和线性测量、空间和大气激光通信。目前，产生贝塞尔光束的光学元件有多种如光学全息图、透镜轴棱锥、贝塞尔-高斯谐振腔和轴棱锥等；其中光学全息图的抗损伤阈值比较低，限制了贝塞尔光束的强度；透镜轴棱锥产生贝塞尔光束时中心需要遮挡，能量利用率不高，且产生的贝塞尔光束质量也不高；贝塞尔-高斯谐振腔可以直接产生贝塞尔光束，但是获得的贝塞尔光束由于受到谐振腔长度的限制无衍射距离比较短，而长距离准直测量和通信系统中往往需要长距离的无衍射距离；轴棱锥由于其高损伤阈值、高能量利用率和结构简单的特点成为获取贝塞尔光束最常用的光学元件，其产生无衍射贝塞尔光束的无衍射距离可表示为
权利要求
1.一种产生长距离无衍射贝塞尔光束的组合锥透镜，其特征在于包括一正轴棱锥和一负轴棱锥，此正轴棱锥和负轴棱锥的锥面紧密胶合在一起，上述正轴棱锥和负轴棱锥的锥面底角相等，上述正轴棱锥的材料折射率略大于负轴棱锥的材料折射率。
2.根据权利要求1所述的一种产生长距离无衍射贝塞尔光束的组合锥透镜，其特征在于上述正轴棱锥的材料折射率比上述负轴棱锥的材料折射率大0. 00067 0. 26435.
全文摘要
本发明公开一种产生长距离无衍射贝塞尔光束的组合锥透镜，其为一正轴棱锥和一负轴棱锥的两个锥面紧密胶合而成的结构，且该正轴棱锥和负轴棱锥的锥面底角相等，正轴棱锥的折射率略大于负轴棱锥的折射率。本发明能够利用两种折射率具有微小差别的常用光学玻璃制成正、负轴棱锥并进行组合，通过组合后的单一元件即可获得长距离无衍射贝塞尔光束，克服了传统轴棱锥锥角小而加工难的问题，具有元件加工相对容易、结构简单、转换效率高、光损伤阈值高的优点，为获取长距离无衍射Bessel光束提供了一种简洁、有效的新途径；另外，通过调节入射光束的半径和正负轴棱锥折射率的差值，即可调节无衍射Bessel光束的无衍射距离，在高精度准直、大尺度线性测量、装备制造业和激光通信等领域具有很高的实用价值。
文档编号G02B3/00GK102200594SQ20111014242
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者吴逢铁, 张前安, 程治明, 郑维涛 申请人:华侨大学