光的不可分离态：从量子到经典

在量子和经典层面控制结构光的各种自由度 (DoFs) 在光学中至关重要。在光场调控中，将不同自由度分开处理是传统范式。然而，更普遍的光的不可分离态，即两个或多个自由度以不可分离的方式耦合，近来已成为热点。重要的是，经典光的不可分离态在数学上类似于量子纠缠态。这种相似性催生了结构光领域引人注目的研究，例如矢量光束中的自旋-轨道耦合。然而，经典光的不可分离态仍以零散的方式处理，而其形式并不限于矢量光束，其潜力也未被充分挖掘。例如，奇异的时空耦合脉冲将光场调控推向超快时间尺度，而射线-波几何光束则为光学操控提供了新的维度。在此，我们鸟瞰了涉及光各种自由度的广义不可分离态这一快速增长但零散的研究体系，并引入了一个统一的框架用于其分类与定制，为基础科学和应用的新机遇提供了视角。