光具有多种调控参数（波长、极化、激光波长等），这些参数能应用于信息编码，通过光的结构调控实现角动量的控制呢个够形成涡旋，由于涡旋的回转数是任意变化的，因此信道容量可以显著提高。宾夕法尼亚大学Ritesh Agarwal等发展了一种纳米光子学方法对任意轨道角动量的光的产生和检测，这种纳米光子学平台为开发高容量光子器件提供了方案。

本文要点：

（1）通过钛蓝宝石激光器（波长: 1 μm）和纯相位空间光调制器（phase-only spatial light modulator）产生极化光，随后通过四分之一波片进行过滤并将其会聚为3~20 μm的光斑。通过方法测试光的角动量变化响应，通过对称性禁阻photogalvanic响应能力的材料进行检测（使用50~200 nm厚的II型Weyl半导体单晶T_d WTe₂材料）。

（2）光电流产生机理。光的角动量和能量随着电子变化而改变，由于光学相位随着角方向变化而改变，因此导致载流子的空间不均衡作用，生成了净电流。这种过程和光子拖曳效应类似，但是本文中光子角动量的空间变化起到关键作用，导致生成随着螺旋相位梯度变化的OPGE电流。通过调控不同角动量的光（±4, ±3, ±2, ±1），对OPEG电流进行测试。随后探索了OPEG电流和HOP（高阶Poincare球）之间的对应关系。作者发现通过对一个小的电极矩阵测试实现了对应在HOP上的任意角动量进行测试。

参考文献

Zhurun Ji, Wenjing Liu, Sergiy Krylyuk, Xiaopeng Fan, Zhifeng Zhang, Anlian Pan, Liang Feng, Albert Davydov, Ritesh Agarwal*

Photocurrent detection of the orbital angular momentum of light，Science 2020, 368 (6492), 763-767

DOI: 10.1126/science.aba9192

https://science.sciencemag.org/content/368/6492/763