贝塞尔光束的特征
轴棱锥，又称光学界的轴棱锥透镜，是一种光学元件，该元件经常用于将激光光束转化为类贝塞尔光束，即一类比较有趣且有用的非衍射光束。当贝塞尔光束被外部透镜聚焦时，会形成一个被拉长的聚焦区，该区域具有与透镜相同的受衍射限制的光斑大小，但其长度可能是Rayleigh长度的许多倍。这样，人们就可以绕过透镜的内置聚焦深度限位，而聚焦越紧，聚焦深度（DOF）就越短。
贝塞尔光束的应用
轴棱锥贝塞尔光束用于各种激光应用，其中聚焦介质在激光波长下是透明的。其中一个领域是激光玻璃切割，通常用单模超短脉冲激光在红外和绿色波长下完成。必须要切割的玻璃通常是0.3-1.5mm厚，而加工能量密度通常要求激光紧密聚焦在整个玻璃深度<10μm的点上。这只能通过两种方法来实现-机械移动写头，从而降低切割速度；或使用贝塞尔光束增加聚焦深度（DOF）。贝塞尔光束法在光通量和可靠性方面更好，因为其在Z方向上没有活动件
贝塞尔光束的另一个应用是光片荧光显微镜。在该显微镜中，在样本上方扫描聚焦深度（DOF）较大的高斯贝塞尔光束，产生一个光片，该光片可以检测在微流体通道中流动的荧光结合粒子或细胞。该方法具有较高的分辨率和流速，同时还能保持良好的准确性。
轴棱锥贝塞尔光束生成器的类型
贝塞尔光束生成器一般有两种类型：折射轴棱锥和衍射轴棱锥。折射轴棱锥是以一定角度打磨而成的玻璃锥。虽然该轴棱锥比较简单且多数人都能支付得起，其打磨生产过程仍然严重限制其作为贝塞尔光束生成器的用途：
- 底角不能太小（典型的极限是0.5度）。
- 轴锥角有公差，导致性能不稳定。
- 椎尖是圆形的，边界不分明，增加了损失和零阶，尤其是对于较小的光束。
- 为了避免增加相位噪声和破坏贝塞尔光束相位，抛光必须要高精度。
另一种轴棱锥透镜贝塞尔光束生成器是衍射轴棱锥。衍射轴棱锥是平面窗，其表面有微米深的蚀刻图案，在设计波长上生成与折射轴棱锥相同的功能。与折射轴棱锥相比，其具有以下几个优势：
- 具有绝对角度精度，轴锥角无公差。
- 轴棱锥尖端无死区 – 整个区域具有相同的光学性能。
- 相位精确，无噪声，贝塞尔光束生成比较理想。
- 角度可以尽可能小，实现直接聚焦深度（DOF）区域控制，无需任何放大。
- 无热敏性 – 在所有条件下，性能都是恒定的。
- 衍射贝塞尔光束轴棱锥是扁平轻薄的光学元件，提供了一种更紧凑、更优雅的解决方案，与折射轴棱锥相比，更容易集成。
Holo/Or增加聚焦深度（DOF）的解决方案
Holo/Or在贝塞尔光束生成方面有多年的经验-我们有多种单元件衍射轴棱锥透镜可供选择，适用于精确、无像差的贝塞尔光束形成。我们还开发了一种基于特殊的类贝塞尔光束的更优化的聚焦成形解决方案，即我们的DeepCleave玻璃切割模块。该模块结合了高数值孔径（NA）激光物体和特殊的贝塞尔光束聚焦深度（DOF）元件的性能，以在聚焦深度范围外形成一个能量非常小的平顶聚焦区。与生成标准贝塞尔光束的标准单元件衍射轴棱锥相比，这是一种更有效的解决方案。
TL；DR – 问答总结
问：什么是贝塞尔光束？
答：贝塞尔光束是一种特殊的非衍射光束，与单模高斯光束相比，其聚焦深度较大。
问：如何生成贝塞尔光束？
答：使激光光束通过轴棱锥透镜元件，最好是衍射轴棱锥，可以生成贝塞尔光束。
问：轴棱锥生成的贝塞尔光束有什么用途？
答：贝塞尔光束用于激光玻璃切割和光片荧光显微镜等应用，以获得大聚焦深度，进而切割厚玻璃或测量大体积/面积。
问：贝塞尔光束切割玻璃的最佳解决方案是什么？是轴棱锥透镜吗？
答：Holo/Or的DeepCleave模块可以集成到现有的激光系统中，沿着聚焦轴生成聚焦深度更大的、平顶的、与标准的贝塞尔光束不同的修正贝塞尔光束。 与单元件轴棱锥贝塞尔光束生成器相比，该模块可以提供更好的性能。
