Луч Бесселя

Луч Бесселя (англ. Bessel beam) является полем электромагнитного, акустического или даже гравитационного излучения, амплитуда которого описывается функцией Бесселя первого рода[1][2].

Диаграмма аксиконической линзы и получаемого луча Бесселя.

Поперечное сечение луча Бесселя и график интенсивности.

Повторное формирования центральной яркой области луча Бесселя за препятствием.

Настоящий луч Бесселя не дифрагирует. Это означает, что он распространяется не преломляясь и не рассеиваясь в отличие от, скажем, волны обычного света (или звука), которые рассеиваются после той точки, на которую были сфокусированы. Также луч Бесселя самовосстанавливающийся, то есть луч может быть частично заслонён в одной точке, однако переформируется в точке, следующей далее по оси распространения.

Как и в случае плоской волны, настоящий луч Бесселя не может быть создан, так как он бесконечен и потребует неограниченного количества энергии. Тем не менее, может быть создано достаточно хорошее приближение, что важно для различных применений в оптике, поскольку оно практически не дифрагирует на расчётной конечной дистанции. Приближение к лучу Бесселя создаётся фокусированием луча Гаусса при помощи аксиконической линзы, создающей луч Бесселя-Гаусса.

Свойства луча Бесселя делают его основным инструментом для создания оптического пинцета, так как точно подобранный луч Бесселя будет сохранять необходимые свойства постоянного фокуса, пропорциональные участку захвата и даже частично «запирать» частицы диэлектриков во время удержания. Также возможно притяжения к источнику луча без точки равновесия[3].