轨道角动量(OAM)涡旋光束是一种具有涡旋相位波前，在大容量光通信、超分辨成像、粒子探测等方面具有重大的应用前景。产生OAM涡旋光束阵列的方法有螺旋相位板、空间光调制器等。回旋管能够产生高功率电磁场。基于回旋管产生的TE01 模式实现的涡旋光束的输出具有高功率特性。高功率涡旋光束在微波反隐身雷达、以及跟等离子相互作用方面具有较好的应用前景。基于回旋管实现高功率涡旋光束当前有两种方法，第一种是通过光学器件先实现TE01 模式的准光输出，然后基于螺旋相位板进行相位调制以实现涡旋光束的输出。这种方法的光学系统较为繁琐，所占空间面积较大。Chao Zhang等人通过使微波光子跟涡旋量子进行相互作用来重新设计回旋管以直接实现涡旋光束的输出，这种新型的回旋管设计较为复杂，难以实现大规模的应用。 超表面作为一种由周期性人工微结构组成二维阵列平面，基于广义菲涅耳定律可以有效地操控电磁波的相位、振幅、偏振等。其广泛应用于光束偏振，超透镜设计，全息成像等领域。而对于双功能超表面，其能够实现极化方向以及传播相位的调控。但是在这些超表面的应用中，大多数的入射光束为单一的线极化或者圆极化。对于圆波导中的电磁波模式，其极化方向往往跟其径向有关，不同位置的电磁场的极化方向不同。