Manipulação programável de modos espaciais unitários

A propagação em espaço livre e sistemas ópticos convencionais, como lentes e espelhos, realizam todos transformações unitárias espaciais. No entanto, o subconjunto de transformações disponíveis através desses sistemas convencionais é limitado em escopo. Apresentamos aqui um conversor de modos programável unitário (UPMC) capaz de realizar qualquer transformação unitária espacial do campo de luz. Ele é baseado em uma sucessão de reflexões em espelhos deformáveis programáveis e propagação em espaço livre. Primeiro, mostramos teoricamente que um UPMC sem limitações nos recursos pode realizar perfeitamente qualquer transformação. Em seguida, construímos uma implementação experimental do UPMC e mostramos que, mesmo quando limitado a três reflexões em uma matriz de 12 pixels, o UPMC é capaz de realizar transformações de modo único com uma eficiência maior que 80% para os quatro primeiros modos da base eletromagnética transversal.