激光束在传播过程中受到衍射效应后,光束质量会变差。为了解决此问题,艾里光束、贝塞尔光束与马丢光束等无衍射光束应运而生并快速发展起来,由于其特殊性质而被广泛应用在光纤通信、光学微操作和精密光学检测等领域。作为无衍射光束中的一种,艾里光束同时还含有自弯曲和自愈的特性,在众多领域中存在潜在的研究价值。此外,广义形式下的艾里-高斯光束具有有限功率,在实验中能够更好地实现,且在一定的传播距离内保持了无衍射的传播特性,值得深入研究。首先,本文分别介绍了理想艾里光束和有限功率艾里光束的基本理论,分别模拟计算函数曲线和强度分布,利用非线性拟合的方法计算出艾里相位含有一个立方项,为后续研究打下基础。其次,基于Matlab软件计算得到了艾里立方相息图,并根据相息图定制艾里衍射光学元件。利用艾里衍射光学元件对高斯光束进行立方相位调制,实验产生波长为1064nm的二维艾里光束,并实验研究艾里光束的自弯曲和自愈特性。移动光束质量分析仪的位置,观察艾里光束在x-y平面的位置变化,发现光束的传播路径类似于一条抛物线。通过自制挡屏,遮挡艾里光束主瓣,观察不同位置处艾里光束的分布,发现艾里光束的主瓣能够逐渐恢复,最终光束恢复为最初的轮廓。实验结果和理论数值计算结论是相吻合的。最后,将矩形孔径函数扩展为复高斯函数的有限和的形式,得到了艾里-高斯光束通过含有矩形孔径的傍轴ABCD光学系统的方程式。进行数值模拟其传输特性,发现艾里-高斯光束通过很小的矩形孔径时,艾里光束的特性不能表现出来,可以近似看作高斯光束,并且由于受到衍射效应,光斑会变大。增大矩形孔径,可以清晰地观察艾里-高斯光束的轮廓,随着传播距离增大,光束扩散会越明显。改变参数能够控制艾里-高斯光束通过含有矩形孔径后的轮廓及光瓣的数量。