任意のベクトル渦巻き光束は、通常、混合次数ポアンカレ球の方法で記述され、この方法により偏光と位相進化の物理過程がより直感的になる。現在、空間光変調器、メタ表面と螺旋位相板の組み合わせ、レーザー共振器などを用いてベクトル渦巻き光束を生成している。しかし、これらの方法で生成される光束は通常特定の偏光状態に限られ、低い損傷閾値、低い変換効率、大きな構造寸法などの欠点があり、一般に同一混合次数ポアンカレ球上での限られた量の渦巻き光束の生成と切り替えしか実現できない。本論文では、電気制御可能な液晶q板と波長板を用いて、純粋な電気制御により異なる2種類の混合次数ポアンカレ球上の任意のベクトル渦巻き光束を自由に生成および切り替えを実現する方法を提案する。理論および実験で結果を検証し、期待されるシミュレーション結果とほぼ一致している。この方法は良好な電気制御性、優れた集積性、高い変換効率などの利点を持ち、構造化光束の応用に対して基本的な光学システムの支援を提供できる。

混合次数ポアンカレ球;ベクトル渦巻き光束;液晶構造化光配向デバイス