임의 벡터 소용돌이 빔은 일반적으로 혼합 차수 퐁카레 구 방법으로 설명되며, 이 방법은 편광과 위상 진화의 물리적 과정을 보다 직관적으로 만들어 준다. 현재 공간 광 변조기, 메타표면과 나선 위상 판의 조합, 레이저 공진기 등을 사용하여 벡터 소용돌이 빔을 생성한다. 그러나 이러한 방법으로 생성된 빔은 일반적으로 특정 편광 상태에만 한정되며, 낮은 손상 임계값, 낮은 변환 효율, 큰 구조 크기 등의 단점이 있고, 보통 동일한 혼합 차수 퐁카레 구 상에서 제한된 수의 소용돌이 빔만 생성 및 전환할 수 있다. 본 논문에서는 전기 제어가 가능한 액정 q판과 파장판을 사용하여 순수 전기 제어를 통해 서로 다른 두 차수의 혼합 차수 퐁카레 구에서 임의 벡터 소용돌이 빔의 자유로운 생성 및 전환을 실현하는 방법을 제안한다. 이론 및 실험을 통해 결과를 검증하였고, 기대 시뮬레이션 결과와 거의 일치한다. 이 방법은 우수한 전기 제어성, 높은 집적성, 높은 변환 효율 등의 장점이 있으며, 구조화 빔의 응용을 위한 기본적인 광학 시스템 지원을 제공할 수 있다.

혼합 차수 퐁카레 구; 벡터 소용돌이 빔; 액정 구조화 광 정렬 소자