แอ็กซิคอน เป็น เลนส์ชนิดพิเศษที่มี พื้นผิว เป็นรูปกรวยแอ็กซิคอนจะเปลี่ยนลำแสงเลเซอร์ให้กระจายออกเป็นรูปทรงวงแหวน^{[ 1 ]}อาจเป็นแบบนูนหรือเว้า และทำจากวัสดุทางแสงใดก็ได้ การรวมกับแอ็กซิคอนหรือเลนส์อื่นๆ ช่วยให้สามารถสร้างรูปแบบลำแสงได้หลากหลาย สามารถใช้เปลี่ยนลำแสงเกาส์เซียน ให้เป็น ลำแสงคล้ายเบสเซลที่ไม่เกิดการเลี้ยวเบนได้^{[ 2 ]}แอ็กซิคอนได้รับการเสนอครั้งแรกในปี พ.ศ. 2497 โดยจอห์น แมคเลียด^{[ 3 ]}

แอ็กซิคอนใช้ในกับดักอะตอมและสำหรับการสร้างพลาสมาในเครื่องเร่งอนุภาคเวคฟิลด์ [ ^{4 ] ใช้}ในการผ่าตัดตาในกรณีที่จุดรูปวงแหวนมีประโยชน์

โดยทั่วไปแล้ว เลนส์แอ็กซิคอนจะถูกกำหนดลักษณะด้วยอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนต่อระยะห่างจากปลายเลนส์ถึงระนาบภาพ d/l

โดยทั่วไปแล้ว แอ็กซิคอนเดี่ยวจะใช้ในการสร้างการกระจายแสงแบบวงแหวน ซึ่งมีความคงที่ในแนวราบตามแกนแสงในช่วงระยะหนึ่ง คุณสมบัติพิเศษนี้เกิดจากการสร้างลำแสงคล้ายเบสเซล (ที่ไม่เกิดการเลี้ยวเบน) ซึ่งมีคุณสมบัติที่กำหนดโดยมุมแอ็กซิคอน α เป็นหลัก

มีสองพื้นที่ที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ได้แก่ ระยะไกลที่มีการกระจายความเข้มเกือบคงที่ (a) และการกระจายความเข้มของสนามระยะไกลรูปวงแหวน (b) ระยะทาง (a) ขึ้นอยู่กับมุม α ของ Axicon และเส้นผ่านศูนย์กลาง (ØEP) ของลำแสงตกกระทบ เส้นผ่านศูนย์กลางของการกระจายความเข้มของสนามระยะไกลรูปวงแหวน (b) เป็นสัดส่วนกับความยาว l ความกว้างของวงแหวนประมาณครึ่งหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงตกกระทบ^{[ 5 ]}

การประยุกต์ใช้แอ็กซิคอนอย่างหนึ่งคือในกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งเลนส์วัตถุ ทรงกลมทั่วไป จะถูกแทนที่ด้วยแอ็กซิคอน^{[ 3 ]}กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวสามารถโฟกัสเป้าหมายที่ระยะทางตั้งแต่ต่ำกว่า 1 เมตรไปจนถึงระยะอนันต์ ได้พร้อมกัน โดยไม่ต้องปรับแต่งใดๆ สามารถใช้เพื่อดูแหล่งกำเนิดแสงขนาดเล็กสองแหล่งขึ้นไปที่วางอยู่ตามแนวสายตาได้พร้อมกัน

แอ็กซิคอนสามารถใช้ในการผ่าตัดตาด้วยเลเซอร์ได้ ความสามารถในการโฟกัสลำแสงเลเซอร์ให้เป็นวงแหวนมีประโยชน์ในการผ่าตัดเพื่อทำให้ เนื้อเยื่อ กระจกตา เรียบและ กำจัดออก การใช้แอ็กซิคอนบวกและลบร่วมกันจะช่วยปรับเส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวนแสงเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด^{[ 6 ]}

แอ็กซิคอนยังใช้ในการดักจับด้วยแสง อีกด้วย ^{[ 6 ]}วงแหวนแสงสร้างแรงดึงดูดและแรงผลักซึ่งสามารถดักจับและยึดอนุภาคขนาดเล็กและเซลล์ ไว้ ที่ศูนย์กลางของวงแหวน ได้

• ตัวรวมแสงอาทิตย์^{[ 1 ]}
• ตัวเรโซเนเตอร์เลเซอร์
• การแตกตัวของเส้นใยแสง
• ดัชนีการหักเหแบบไล่ระดับ, แอ็กซิคอนแบบตะแกรง
• แสงสว่าง

แอ็กซิคอนแบบสะท้อนแสงหรือ "รีแฟลกซิคอน" ได้รับการอธิบายในปี พ.ศ. 2516 โดย WR Edmonds ^{[ 7 ]}รีแฟลกซิคอนใช้พื้นผิวสะท้อนแสงรูปกรวยคู่หนึ่งที่อยู่บนแกนเดียวกันเพื่อจำลองการทำงานของแอ็กซิคอนแบบส่งผ่านแสง การใช้การสะท้อนแสงแทนการส่งผ่านแสงช่วยปรับปรุง ขีด จำกัดความเสียหายความคลาดเคลื่อนของสีและการกระจายความเร็วกลุ่มเมื่อเทียบกับแอ็กซิคอนแบบดั้งเดิม

ในการวิจัยที่สถาบันฟิสิกส์และเคมีไฮเดลเบิร์ก ประเทศเยอรมนี เลนส์แอ็กซิคอนถูกนำมาใช้ในการวินิจฉัยด้วยเลเซอร์ของคุณสมบัติทางกลของฟิล์มบางและของแข็งโดยใช้ สเปกโทรส โกปีคลื่นพื้นผิว^{[ 3 ]}ในการทดลองเหล่านี้ รังสีเลเซอร์จะถูกโฟกัสไปที่พื้นผิวในวงแหวนศูนย์กลาง พัลส์เลเซอร์สร้างคลื่นเสียงพื้นผิวแบบศูนย์กลาง โดยมีแอมพลิจูดสูงสุดที่ศูนย์กลางของวงแหวน วิธีนี้ทำให้สามารถศึกษาคุณสมบัติทางกลของวัสดุภายใต้สภาวะสุดขั้วได้

ทีมวิจัยที่Beckman Laser Institute and Medical Clinic ได้ใช้ Axicon เพื่อโฟกัสลำแสงขนานให้เป็นลำแสงที่มีความลึกในการโฟกัสยาวและมีจุดด้านข้างที่จำกัดมาก เพื่อพัฒนา ระบบ การถ่ายภาพความสอดคล้องทางแสง (OCT) รูปแบบใหม่ ^{[ 3 ]}

นักวิจัยของ Inphase Technologies ใช้แอ็กซิคอนในการจัดเก็บข้อมูลโฮโลแกรมเป้าหมายของพวกเขาคือการตรวจสอบผลกระทบของแอ็กซิคอนต่อการกระจายฟูริเยร์ของสเปกตรัมข้อมูลไบนารีแบบสุ่มของตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ (SLM)

กลุ่มวิจัยของ Wendell T. Hill, III ที่ มหาวิทยาลัยแมริแลนด์มุ่งเน้นไปที่การสร้างองค์ประกอบของอะตอมออปติกเช่นตัวแยกแสงและสวิตช์แสง จากลำแสงเลเซอร์กลวง^{[ 3 ]} ลำแสงเหล่านี้ที่สร้างขึ้นโดยใช้แอ็กซิคอน จะให้กับ ดักแสงที่เหมาะสมเพื่อนำอะตอมเย็น

บทความที่ตีพิมพ์โดยทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูว์ ในสหราชอาณาจักรในวารสาร Natureฉบับวันที่ 12 กันยายนอธิบายถึงการใช้แอ็กซิคอนในแหนบแสง ซึ่งมักใช้สำหรับการจัดการอนุภาคขนาดเล็ก เช่น เซลล์และคอลลอยด์^{[ 8 ]}แหนบใช้เลเซอร์ที่มีโปรไฟล์ลำแสงเบสเซลที่สร้างขึ้นโดยการส่องสว่างแอ็กซิคอนด้วยลำแสงเกาส์เซียน ซึ่งสามารถดักจับอนุภาคหลายอนุภาคตามแกนของลำแสงได้