轨道角动量的发现最早起源于1992年荷兰物理学家L.Allen对拉盖尔-高斯（Laguerre-Gaussian）激光束的研究。这种光束拥有旋转相位波前，物理学家把这种扭曲的光束称作涡旋光束。涡旋在物理学中研究应用广泛，早在1833年，Whewell就已研究了涡旋光束，他的实验显示潮汐峰在两个同潮线相遇时会瞬间消失，因而得知其中具有相位奇点。此后陆续有科学家对光学涡旋进行研究，1936年Beth以实验方式证明了涡旋光束中角动量的存在，然而这些在1992年之前都没有引起太大的关注，直到L.Allen等人认为OAM是所有具有螺旋相位波束的固有属性时，关于涡旋波束中轨道角动量的研究逐渐火热起来。

涡旋光束是当今光学领域热门研究对象，并且已经研究出很多种涡旋光束生成方案。迄今为止，涡旋光束已有非常广的应用，这种扭曲的结构携带OAM，可被用作“光镊”或“光学扳手”操纵原子、细胞及其他微粒，应用于纳米技术等。但是很长一段时间内都没有人把涡旋现象从光学领域延伸到无线电波当中，这使得微波频段的电磁涡旋研究相对较晚。

2004年，Gibson提出可以使用不一样的OAM态实现信息的独立调制和传播。2007年，瑞典空间物理研究所Bo Thidé和意大利帕多瓦大学Fabrizio Tamburini领导的一个研究小组的研究结果表明，使用矢量天线阵列可以生成类似涡旋光波特性的电磁波，并且他们首次提出OAM有被用于频率较低的无线通信的可能。大家都知道，一般情况下，只有不同频率的波能够不产生相互干渉而共同传输。由于信息了能够使用OAM态进行编码，因此Bo Thidé认为，使用同频但扭曲度不同的电磁波也能够有效地提高频谱利用效率，提升系统通信容量。2010年Bo Thidé和Mohammadi等进一步系统研究了如何利用天线阵列仿真产生携带OAM态的涡旋电磁波。2010至2011年，Bo Thidé和Tamburini等领导的小组利用涡旋电磁波进行了通信实验。他们使用具有涡旋形状的抛物面天线发射涡旋电磁波，接收端使用八木天线，实现了两个电磁波在频率相同不同模态下的编码传输，从而证实了涡旋电磁波在无线通信中应用的可能性。2012年8月，他们又在上述装置的基础上，在接收端使用相位干涉仪测量生成波束的电场相位，从而又证明了涡旋电磁波具有一定的抗干扰能力。但是这种螺旋抛物面天线只能产生单一的OAM模态，不能满足无线电通信中同时产生多种模态的需求，因此实际应用是不太可行的。

虽然早就明确提出了无线通信中的轨道角动量概念，然而到目前为止，涡旋电磁波还没有真正应用于实际通信。现在主要的研究仍在于电磁涡旋的物理属性、产生方式以及面向通信的初步探索。此前已有多种涡旋电波生成方案被发明出来，如螺旋抛物面天线、离散阶梯状螺旋相位板、圆形相控阵列天线、时变阵列天线等。其中阵列天线在实际中较难实现，因此验证难度大，目前研究主要在于利用仿真实验来探索涡旋电磁波的生成方案。