贝塞尔光束是振幅可用第一类贝塞尔函数0J表示的一种特殊光束,具有无衍射特性,最早由J.Durnin于1987年首次提出。此后,人们又发现它具有自恢复特性,这两项特性使得贝塞尔光束在原子操控、能量传输、激光准直与测量、非线性光学等领域得到了广泛的关注。本文首先介绍了贝塞尔光束的基本特点、产生方法、应用领域以及发展现状,然后从波动方程出发,探讨了贝塞尔光束的无衍射原理,介绍了用于研究贝塞尔光束传输的常用分析方法,重点用几何分析法探讨了利用轴棱锥产生贝塞尔光束各项参数之间的关系,并进行了数值模拟。其次,搭建了利用轴棱锥产生贝塞尔光束的系统,并设计了利用光束质量分析仪对各圆环尺寸进行测量从而确定贝塞尔光束参数的方案,对比了相同参数下镀膜轴棱锥与不镀膜轴棱锥产生贝塞尔光束尺寸的差异。针对由于轴棱锥加工等因素导致的实际贝塞尔光束参数与标定值间的差异,本文设计了利用测量数据计算径向波矢的方案。最后从多角度对实验结果进行了分析。第三,从柯林斯衍射积分公式对贝塞尔光束经过不同尺寸障碍物后的传输特性进行了模拟,并进行了实验验证。结果表明,当圆孔很小时,贝塞尔光束不再具有无衍射特性,而变为线性发散的光斑,贝塞尔结构与无衍射性遭到了破坏,但其光强的中心峰值与最外环峰值之比随传播距离增加不变。当逐渐增大圆孔大小,在几何投影区内由贝塞尔分布逐渐演变为线性发散的衍射光斑。第四,从理论和实验上研究了贝塞尔光束过单透镜后的传输变换特性。结果表明,在前焦面已形成贝塞尔光的区域放置焦距小于无衍射距离的透镜,光束会先逐渐演变为一个空心光束,在后焦面处形成一个细圆环,之后再变为发散的贝塞尔光束。对光斑进行了拟合,并观察到了发散贝塞尔光束的自恢复性。最后,对论文的研究结果进行了总结并提出了展望。