将扭曲光映射入与映射出光子芯片

携带轨道角动量（OAM）的扭曲光为现代光学提供了额外的自由度，并正成为经典与量子信息技术中新兴的资源。其固有的无限维可潜在地通过模式复用加以利用，以提升数据容量从而支撑大数据与互联网流量的空前增长，并可被编码以在高维希尔伯特空间中构建大规模量子计算机器。虽然集成器件表面向自由空间发射扭曲光已被广泛研究，光子芯片内部的传输与处理仍有待解决。在此，我们展示了首个能够支持 OAM 模式的激光直写波导，并实验演示了扭曲光 faithful 映射入与映射出光子芯片。OAM_0、OAM_-1、OAM_+1 态及其叠加态可透过该光子芯片，总效率高达 60% 且串扰极小。此外，我们展示了单光子量子扭曲光态的传输，并通过单光子成像测量输出态。我们的结果可将 OAM 增添为光子芯片中用于大容量通信与高维量子信息处理的可传输与操控的新自由度。