轨道角动量波导光子芯片是上海交通大学金贤敏团队研制出的全球首个光子芯片。轨道角动量波导光子芯片是首次在光芯片内制备出可携带光子OAM自由度的光波导，并实现光子OAM在波导内高效和高保真地传输。

由于扭曲光（twisted light）具有“甜甜圈”分布的强度结构、螺旋型波阵面的位相结构、携带OAM的动态特性，被广泛用于光操纵、光钳等领域。不同于光的自旋角动量，OAM拥有无限的拓扑荷和内在正交性，可用于解决通信系统信道容量紧缩的问题。

而在量子信息等领域，光子OAM可用于分发高维量子态以及构建高维量子计算机。

但大规模应用OAM需要将其传输、产生及操纵一体化，而此前的研究均无法让OAM存在于芯片内部。

金贤敏团队通过飞秒激光直写技术，制备了首个波导横截面为“甜甜圈”型的三维集成OAM波导光子芯片。通过测量从芯片出来的扭曲光与参考光的干涉，以及对芯片前后的态进行投影测量，实验证实，此波导可高效高保真地传输低阶OAM模式，传输总效率达60%；且该波导会将高阶模式转化为低阶模式。此外，该波导也可高保真地传输三比特的“高维量子比特（qutrit）”态，超越传统两比特的“量子比特（qubit）”态，表明此波导有潜力用于高维量子态的传输与操控。

金贤敏希望该芯片首先能用于高通量光通信领域；而英国圣安德鲁斯大学光操控专家基山·多拉基亚认为，新芯片有望为量子光学和成像等领域开辟新天地。金贤敏团队已为该波导芯片向国家知识产权局申请了发明专利。

审稿人对该项成果给予了高度评价：