論文の概要: Geometric Hybrid Poincaré Sphere with Variable Poles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.09279v1
• Date: Wed, 14 Jan 2026 08:29:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-15 18:59:20.333594
• Title: Geometric Hybrid Poincaré Sphere with Variable Poles
• Title（参考訳）: 可変極を有する幾何学的ハイブリッドポアンカレ球
• Authors: Chihiro Tago, Takashi Kakue, Ken Morita,
• Abstract要約: 独立に制御可能なスピン角運動量(SAM)と軌道角運動量(OAM)を持つ構造光子状態を記述するための統一的な幾何学的枠組みを提案する。 従来の高次ポアンカレ球とは異なり、GHPSは極をポアンカレ球面(PS)と軌道ポアンカレ球面(OPS)上の任意の基底の直積として定義することで構成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a geometric hybrid Poincaré sphere (GHPS) as a unified geometrical framework for describing structured photon states with independently controllable spin angular momentum (SAM) and orbital angular momentum (OAM). Unlike the conventional higher-order Poincaré sphere, in which the SAM and OAM are intrinsically coupled through fixed basis states, the GHPS is constructed by defining its poles as direct products of arbitrary orthogonal bases on the Poincaré sphere (PS) and orbital Poincaré sphere (OPS) and by superposing these pole states. Using numerical simulations, we analyze representative GHPS states and show that the GHPS spherical coordinates govern the amplitude ratio and relative phase between the pole bases. This framework enables spatially inhomogeneous polarization distributions and intensity patterns, including nonseparable structures in which polarization and intensity are intrinsically intertwined, and provides a systematic state-space description for the coherent geometrical control of advanced structured light fields.
• Abstract（参考訳）: 独立に制御可能なスピン角運動量(SAM)と軌道角運動量(OAM)を持つ構造化光子状態を記述するための統一的な幾何学的枠組みとして、幾何学的ハイブリッドポアンカレ球(GHPS)を提案する。 SAMとOAMが本質的に固定基底状態を通して結合している通常の高次ポアンカレ球とは異なり、GHPSは極をポアンカレ球面(PS)および軌道ポアンカレ球面(OPS)上の任意の直交基底の直積として定義し、これらの極状態を重畳することによって構成される。 数値シミュレーションを用いて代表GHPS状態を分析し,GHPS球面座標が極面間の振幅比と相対位相を制御していることを示す。 この枠組みは、空間的に不均一な偏光分布と強度パターンを可能にし、偏光と強度が本質的に相互に絡み合う非分離構造を含み、先進的な構造光場のコヒーレントな幾何学的制御のための体系的な状態空間記述を提供する。

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