近似无衍射贝塞尔光束在有限距离传播时横向光强分布近似不变，这种独特的性质，二十多年来一直受到人们密切的关注和深入的研究。短脉冲近似无衍射Bessel光束由于中心光斑尺寸小，峰值功率密度大，使其在精确测量与准直，精密加工切割，材料光学，生物医药等领域有着广泛的应用。由无衍射贝塞尔光束整形得到的局域空心光束，在传输方向上存在着光强低，甚至为零的局部区域，可作为激光导管、光镊和光学扳手在微观粒子(如微米粒子、纳米粒子、自由电子、生物细胞和原子或分子等)的精确、无接触操纵控制和有效冷却中性原子、分子方面发挥强大的作用。　　 轴棱锥是产生无衍射光束效率最高的光学元件。本文对基于轴棱锥的谐振腔，特别是基于轴棱锥的非稳谐振腔及腔内倍频获得短脉冲近似无衍射贝塞尔光，和环形光束通过轴棱锥产生局域空心光束的特性进行了系统地研究和实验。论文的主要内容包括：　　 1.根据广义的惠更斯-菲涅尔衍射积分理论和几何光学理论推导了平面波通过轴棱锥产生的近似无衍射光束的传输表达式，轴上光强，最大无衍射距离和中心光斑半径公式。　　 2.分别用光线追迹法和衍射理论对由两个相同的轴棱锥组成的对称Bessel-Gauss谐振腔的振荡模式进行分析，给出了相同的模式图，两种方法证明，这种谐振腔内振荡的是Bessel-Gauss光束。　　 3.用光线追迹法分析了由轴棱锥和平面镜组成的Bessel-Gauss谐振腔的振荡模式，并与实验结果进行了对比，实验与理论基本吻合，在腔外最大无衍射距离内是Bessel光束，之外则是空心光束。　　 4.用波动理论和Fox-Li迭代法分析模拟了由轴棱锥和凸面镜构成的非稳Bessel谐振腔的振荡模式，并由轴棱锥和凸面镜构成的非稳Bessel谐振腔首次获得了5ns的Bessel光束，测量了中心光斑半径，脉冲能量等相关参量。　　 5.通过对基于轴棱锥的Bessel谐振腔和Bessel-Gauss谐振腔的研究，设计了一台腔内倍频Nd:YAG纳秒近似无衍射Bessel绿光激光器。非稳激光器谐振腔由轴棱锥和凸面镜组成。首次由主动式直接产生纳秒近似零阶Bessel绿光，其脉冲宽度为55.09ns，波长为534nm，线宽为0.8nm，近似无衍射零阶Bessel绿光的中心光斑直径为192 μm。　　 6.提出了一种利用环形光束产生局域空心光束的方法，用几何光学理论分析了环形光束通过轴棱锥产生局域空心光束的原理，用我们制作的产生环形光束的菲林片和轴棱锥通过实验得到了局域空心光束。