日前，澳大利亞科學(xué)院、澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程學(xué)院院士顧敏領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊首次利用光學(xué)芯片實現(xiàn)了納米尺度下對光子角動量的操控。這是光信息技術(shù)領(lǐng)域的重大突破，其提供的全新光子角動量編碼技術(shù)有望應(yīng)用在超快速光通信、超高清顯示、超安全信息加密、超高效量子通信及量子計算等各個領(lǐng)域。相關(guān)成果在線發(fā)表于《科學(xué)》。

　　光子可以攜帶角動量，包括與圓偏振光相關(guān)的自旋角動量和與螺旋相位相關(guān)的軌道角動量。光子軌道角動量由于其攜帶的信息量在理論上不受限制，近年來在量子通信和光通訊等領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。然而，納米尺度下對光子角動量進(jìn)行信息編碼及解碼一直是世界性難題。研究團(tuán)隊利用特殊設(shè)計的納米凹槽和納米環(huán)結(jié)構(gòu)，率先實現(xiàn)了納米尺度下對光子角動量模式進(jìn)行編碼、傳輸和解碼的新技術(shù)。

　　“通過在光子芯片上巧妙地設(shè)計納米級結(jié)構(gòu)，我們首次實現(xiàn)了在芯片上操控螺旋光束?！鳖櫭粽f，該芯片是通過在金屬表面設(shè)計納米凹槽將光子角動量轉(zhuǎn)化為表面等離子體的角動量場分布，再利用納米環(huán)結(jié)構(gòu)對后者的角動量模式進(jìn)行識別并有選擇地透射。研究團(tuán)隊介紹，經(jīng)過特殊設(shè)計的光學(xué)芯片可精確地將不同的光子角動量信號選擇性地輸送到不同的納米環(huán)中并讓其透射出去，這樣信息就不會丟失。此外，這項發(fā)明還可以成數(shù)量級地提高光通信處理速度。