光束的紧聚焦是近年来光学领域中的研究热点之一。有研究发现圆柱矢量光束通过高数值孔径透镜聚焦之后,可以得到具有新颖特性的聚焦光场,从此对圆柱矢量光束的紧聚焦研究引起了众多科研团队的重视。特别是径向偏振光束,在紧聚焦之后,可以在光轴上产生一个沿着光轴呈现狭长分布的纵向光场。有科研团队在此基础上,通过对入射的径向偏振光束进行调制,产生了具有强纵向光场分量的光学针。这一现象在粒子加速与粒子捕获、高分辨率光学成像与超分辨率光学成像、纳米光刻和光学数据存储等很多领域中有着广阔的应用前景。目前对于光学针的研究主要集中在对径向偏振圆柱矢量光束的选取或相位调制上。大多数研究团队通过采用环形光瞳或其他二元光学器件,搭配高数值孔径透镜的方法来使入射光束紧聚焦以产生具有超长焦深的光学针。在入射光场的选择上,目前已经有很多圆柱矢量光束,如高斯光束、拉盖尔-高斯光束、贝塞尔-高斯光束等。据我们所知,尚未有人通过改变圆形艾里光束的锥角来产生光学针。圆形艾里光束沿径向分布可以视为一维艾里光束,其具有无衍射、自愈合以及自聚焦等新奇的传播特性,最近几年来一直是光学领域中的研究热点。由于艾里光束的横向自加速特性,其在传播的过程中可以自弯曲,当传播一定距离后,光束在光轴上相遇并出现干涉现象,形成一个急剧增强的聚焦场,这就是圆形艾里光束独特的自聚焦现象,这一传播特性使得圆形艾里光束在光束紧聚焦领域中有着很好的研究前景。本文主要研究了圆形艾里光束和锥形圆艾里光束的传播特性,和不同参数对圆形艾里光束、锥形圆艾里光束的调控作用。重点介绍了径向偏振的锥形圆艾里光束,其在自聚焦后,可以产生超长的纵向光场,即光学针的奇特现象。我们可以在不使用环形光瞳或二元光学器件,以及高数值孔径透镜的情况下获得光学针,并可以通过改变锥形圆形艾里光束的锥角和主环半径,实现对光学针的调控。研究结果表明,当主环半径为30倍波长,锥角为-65度时,径向偏振锥形圆艾里光束产生的光学针的长度可达20倍波长,横向半峰宽可达0.38倍波长,突破了光学衍射极限。此外,我们发现在保持较大锥角时,不同的主环半径下均可以产生横向宽度突破衍射极限的光学针,同时光学针的长度随着主环半径的增大而增加,而横向半峰宽几乎保持不变,这为产生光学针提供了一种新的思路。