一个统一的SU(2)框架用于矢量光束变换与复杂光束整形

该团队提出了一种基于双折射光学元件设计结构光场间变换的构造框架,该框架以偏振上的SU(2)运算形式进行表述。在此框架下,矢量光束间的变换被视为空间变化的SU(2)运算,从而导出了直接设计实现所需映射的双重非均匀波片(d-plate)的流程。该团队识别了单个元件精确实现指定变换(包括全局相位)的条件,并给出了在该条件满足时构造对应双重非均匀波片(d-plate)的显式方法,以及通过有限序列单重非均匀波片(包括QHQ配置)实现该元件的方案。在该表述中,结构光领域中的广泛问题可在单一框架内处理,涵盖矢量光束变换、自旋-轨道动力学及复杂光束整形。关键在于,相同的SU(2)运算可直接实现轨道角动量自由度上的量子通道,其中偏振作为物理辅助系统。这些结果基于SU(2)参数合成,为复杂光束整形和矢量光束变换建立了统一且显式的构造路径,并为设计用于结构光与自旋-轨道信息处理的下一代光子元件提供了系统基础。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-07 16:59

量科快讯