施 雨，耿 滔

（1．上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093；2．上海理工大学 光电信息与计算计工程学院，上海 200093）

引 言

2007年，有限能量的艾里光束（Airy beam,AB）第一次被提出并实验实现[1-2]，经过不断地研究，发现其拥有无衍射、自加速、自修复等特点[3-6]。随后，研究者将AB作了径向对称处理[7-8]，产生了圆艾里光束（circular Airy beam, CAB）并发现CAB具有独特的自聚焦特性，具体表现是光束在焦点前能保持相当低的强度分布，但是在能量传播到焦点时光强会突然提升至数十甚至数百倍。CAB也因为这种独特的性质在生物医学、激光加工等领域有着巨大的潜在应用价值[9-15]，而自聚焦焦斑的峰值强度、焦斑的大小和位置对这些应用有着至关重要的影响。

目前，已经有很多研究者在提升CAB自聚焦能力的方向做出了努力。Lin等[16]发现去除CAB初始面的主光环，能增强光束的自聚焦能力；Deng等[17]发现在CAB的频谱面采用高通滤波的方法可以更好地改善光束的自聚焦能力；最近，我们发现与高通滤波相比，在频谱面引入高斯包络调制，能够使得光束的自聚焦能力获得进一步提升[18]。可见光的光源虽然更易获得，但目前CAB的研究主要集中在傍轴近似区域，即自聚焦焦距远远大于光束截面半径。而自聚焦焦距与光波的波长成反比，即波长增大，焦距减小。因此，当波长增大到太赫兹频段时，可以有效地缩短自聚焦焦距，焦距与光束截面半径大小相当，光波的传播由傍轴区域迈向离轴区域，且此时CAB的初始光场分布具有与波长尺度相当甚至小于波长的精细结构，由于焦距的减小，光束的会聚角增大，可获得强度更大的焦点强度。……