吴双宝，文 静

（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

引 言

艾里波包的概念最早是在1979年由Berry等在量子理论的背景下通过求解薛定谔方程得出的[1]。艾里光束是由Siviloglou等[2]在2007年通过提出截趾因子把无限能量的艾里波包截趾成有限能量才得以第一次引入到光学中，并于同年得到了实验验证[3]。此后，艾里光束的产生方法和艾里光束的性质被广泛研究。目前艾里光束的产生方法主要有：利用空间光调制器（ SLM）加载立方相位模片再经过傅里叶变换得到[3-4]；利用光刻胶制作的连续相位板来调制高斯光束得到[5]；通过径向3/2相位编码在相位掩模对入射光束的不同位置改变不同衍射角来生成艾里光束[6]；在金属等表面薄膜上按照艾里函数振荡振幅分布和交替相位分布刻蚀出相应的光栅图案来产生艾里形式的表面等离激元[7-9]；利用二次非线性光子晶体[10]产生艾里光束等。同时，由于艾里光束的无衍射和自加速等特性，人们对艾里光束的传输性质[11-13]和应用[14-19]都做了大量的研究。对于利用液晶空间光调制器产生艾里光束的方法，SLM较大的体积及其所导致太过庞大的系统，因此不利于粒子操控的微纳应用。此外，还需要小心地调整高斯光束的束腰直径，以使其能和加载到SLM上的相位相匹配。对于表面等离子体激元法，通常产生的都是一维的艾里光束。

为了克服上述产生艾里光束的缺点，本文设计了一种全介电质几何相位型超表面[20-21]来生成艾里光束，亦称作准艾里光束。……