具有轨道角动量的涡旋光，因其独特拓扑属性与光轨道角动量使其在新一代大容量光通信、量子通信、超分辨显微等诸多领域有着极其重要的应用价值。可以用于产生涡旋光的器件，尤其是尺寸在微纳尺度、便于片上集成的涡旋光产生器件，长期以来受到广泛关注。由于涡旋光的强度、相位、偏振等主要属性具有旋转对称性，而常规自然材料是基于晶格平移对称构造而成，这光与材料之间对称性的不匹配导致基于常规光学材料产生涡旋光的装置庞大、复杂。目前，较为主流的方式是通过设计具有旋转对称的人工结构，即超表面，实现特定涡旋光的产生与调制，但其复杂的构型、难以避免的散射损耗、有限的带宽、以及因微纳加工工艺所带来的质量、产量以及成本等方面的诸多问题，一直是该领域长期以来所面临的挑战。

图2 利用压电力显微镜确定涡旋极性

图3 基于球晶的多波长、多偏振态、多拓扑荷的涡旋光激发

  原文链接：

  Yuanfeng Liu, Le Zhou, Mengfan Guo, Zongqi Xu, Jing Ma, Yongzheng Wen, Natalia M. Litchinitser, Yang Shen, Jingbo Sun, Ji Zhou, Broadband Spin and Orbital Momentum Modulator Using Self-Assembled Nanostructures. Advanced Materials, 2024, online.

  https://doi.org/10.1002/adma.202412007