极化光学中有效$q plate$的数学形式

Mohammad Umar; Paramasivam Senthilkumaran

极化光学中有效$q plate$的数学形式

光学 2025-09-11 v1

作者: Mohammad Umar , Paramasivam Senthilkumaran

摘要

$q plate是一种空间非均匀的SU(2)双折射光元件，因其能够调节光的自旋轨道相互作用并促进光旋波发生而受到广泛关注。$ q plate的特征是由两个参数定义的空间变化快轴方向：拓扑电荷 $q$ 和偏移角 $\alpha_0$ 。当多个光plate（无论是均匀还是非均匀）共轴排列且满足特定约束时，复合系统可模拟单个有效光plate的行为。本文提出了通过三个 $q plate$ 级联配置实现有效光plate的数学规范，其中每个 $q plate$ 可选为四分之一波 $q plate$ 、半波 $q plate$ 或其组合。这导致八种不同的配置。其中一些配置结果为有效光plate具有恒定的波plateRETARDANCE，而其他一些配置则允许通过系统性变化各组成 $q plate$ 之间的相对偏移角，将有效RETARDANCE在 $0$ 到 $2\pi$ 范围内连续调制。此特征使effective waveplate适用于拓扑指数空间的高阶Poincare球上的holonomic极化变换，使得effective waveplate的概念适用于拓扑指数空间。此外，可调的effective RETARDANCE在针对结构光（对应高阶Poincare球）的应用中具有重要潜力，特别是在需要对极化态进行受控空间调制或动态塑造极化拓扑的场景中。

关键词

$q plate 极化光学自旋轨道相互作用光旋波 RETARDANCE

引用

@article{arxiv.2509.08398,
  title  = {Mathematics of effective $q$-plate in polarization optics},
  author = {Mohammad Umar and Paramasivam Senthilkumaran},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.08398},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 4 figures, 1 table

极化光学中有效$q plate$的数学形式

摘要

关键词

引用

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