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ベッセルビーム

ビーム伝搬の最後として、ベッセルビームに関して議論していこうと思う。

このビームは面白い特徴があり、伝搬によってビームの広がらないという特徴がある。それに関して具体的に見ていこう。

z軸に関して強度依存性がない平面波の複素振幅、

を考え、ヘルムホルツ方程式に代入すると、以下の２次元ヘルムホルツ方程式が成り立つ。

になる。極座標（ｒ、θ）で変数分離して解くと、

ここで、m=0のとき複素振幅、

であらわされるモードをベッセルビームと呼ぶ。強度分布は、

このベッセルビームは伝搬により、つまりｚを変化させることによって

強度分布が変化していないので、通常のガウスビームのような伝搬でビームが広がることがない。

下図にベッセルビームの伝搬モードとしてｍ＝０，１，２，３に関して表した。

近似ベッセルビームを生成するものとしてエドモンドジャパンから以下のようなアキシコンレンズの製品が出されている。