复结构光中源于幺正变换的类Talbot图样演化

像散幺正变换允许傍轴高斯光束的所有可行状态在同一模态球上绝热连接，即Hermite-Laguerre-Gaussian（HLG）模式。在此，我们全面研究了由来自不同模态球的HLG模式组成的复结构高斯光束通过像散变换的幺正模式演化。循环变换中非同步的高阶几何相位在这些HLG模式的叠加态中引发了类Talbot效应的模式演化，导致在具有特定测地线回路的变换中出现图样变化与复原。以Ince-Gaussian模式为例，我们系统地分析并实验证实了图样演化背后的光束成形机制。我们的结果概述了通过像散幺正变换实现结构高斯光束的通用模式转换理论，为塑造空间模式结构提供了一种新方法。这些发现可能会激发基于结构光的广泛应用。