R指数：评估光场OAM内容与模式纯度的通用指标
光学
2025-08-19 v1 应用物理
摘要
尽管轨道角动量(OAM)在光操控、高容量通信和量子信息中占据关键位置，但光场中OAM的通用度量方法仍存缺失。在光场中，多个涡旋共存时，涡旋OAM的局部性质以及缺乏公共旋转轴，使得对该场总OAM的量化困难。本文引入R指数，这是一种度量标准，能够捕捉任何结构化光场的固有OAM内容，从纯净的拉盖尔-戈登模到任意多涡旋叠加。该度量不仅量化总OAM，还评估场的纯度，为OAM发生器的保真度和鲁棒性提供洞察。通过将OAM表征统一为单一的性能指标，R指数实现了跨异构光束轮廓的直接比较，并帮助识别 foundational 研究和应用技术的最优配置。
引用
@article{arxiv.2508.12973,
title = {The R-index: A universal metric for evaluating OAM content and mode purity in optical fields},
author = {Monika Bahl and Georgios M. Koutentakis and Mikhail Maslov and Tom Jungnickel and Timo Gassen and Mikhail Lemeshko and Oliver H. Heckl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.12973},
year = {2025}
}