Licht durch ein kreisförmiges Sieb leiten:
Nun, denken wir an Radar oder Mikrowellen mit einer Wellenlänge in der Größenordnung von ein oder zwei Zentimetern, damit Sie Ihre Öffnung anpassen können, indem Sie beispielsweise einen Silberschirm auf Glas ätzen. Wenn Sie einen reflektierenden Metallschirm haben und ein langes, schmales Rechteck hineinschneiden, lässt er (einige) Photonen der richtig ausgerichteten linearen Polarisation mit einer Wellenlänge durch, die kürzer als die Länge des Rechtecks ist.
Was wäre, wenn Sie einen schmalen Kreisring in Ihr Sieb schneiden würden? Würde es zirkular polarisierte Strahlung der richtigen Wellenlänge durchlassen? Bonuspunkte: Was ist mit einem elliptischen Ring? Bitte ignorieren Sie Photonen mit einer Wellenlänge, die kürzer oder vergleichbar mit der schmalen Abmessung des Schlitzes ist.
Sie können Lichtstrahlen erzeugen, die sowohl einen Drehimpuls als auch einen Drehimpuls haben, und sie können durch eine ringförmige Öffnung gehen.
Kreisförmig versus linear ist also nicht genug. Linear hat die Phasenvoreilung orthogonal zu der Voreilung mit der Polarisation bei einem festen Winkel. Circular lässt die Polarisation rotieren, aber mit einem ringförmigen Filter können Sie der Wellenfront eine Drehung geben, bei der sie eine ganzzahlige Anzahl von Drehungen haben kann, wenn sie sich um den Winkel bewegt, sodass Sie den Drehimpuls der Umlaufbahn zulassen.
Elektronen können dasselbe tun.
Eine Möglichkeit, solche Strahlen zu erzeugen, ist die Holographie. Ein Beugungsgitter mit einem Punkt, an dem mehrere Linien von oben kommen und eine Linie nach unten sind, kann einen Strahl mit einem Umlaufdrehimpuls erzeugen, dessen Betrag davon abhängt, wie viele Linien in den Punkt kamen. Die Zeilen sehen also aus wie ein kleines l oder die Zahl 1, aber dann gibt es ein großes Y in der Mitte oder vielleicht ein Y und ein I und so weiter.
Da die Polarisation in einem vertikalen oder horizontalen Spalt linear ist. Wenn Sie ein Seil durch einen vertikalen Schlitz führen, ist es möglicherweise offensichtlich, dass es einfacher ist, es auf und ab zu schütteln. Aber ein elektrisches Feld befindet sich an allen Punkten entlang des Feldes, das es ausbreitet, und der Vektor zeigt in eine Richtung. Die Größe des Feldes wird in V/m gemessen und steht daher nicht in direktem Zusammenhang mit der Höhe des vertikalen Schlitzes. Im Gegensatz zum Seil ist die Amplitude der vertikalen elektrischen Wellen also nicht direkt durch die Höhe des vertikalen Schlitzes begrenzt. Es ist begrenzt durch Dinge wie den dielektrischen Zusammenbruch der Luft und die Vakuumpolarisation und ob es das Material zerstören würde, von dem Sie hoffen, dass es es blockiert.
Aber es gibt eine allgemeine Schwierigkeit, eine Wellenlänge durch einen Spalt zu schicken, der kleiner als die Wellenlänge ist. Dies ist eher ein Beugungseffekt und überhaupt nicht offensichtlich.
Aber Sie haben nach der Polarisierung gefragt. Ein Material kann sowohl vertikale als auch horizontale Polarisation durchlassen und beide mit der gleichen Phase durchlassen, dann lässt es auch beide Arten von zirkularer Polarisation durch.
Ich bin mir dieser Antwort nicht ganz sicher, weshalb ich die Frage gestellt habe.
Ich denke jedoch, dass die Antwort darauf lautet, dass nur relativ kurze Wellenlängen eine ringförmige Apertur passieren können.
Insbesondere denke ich, dass, wenn der Außenradius des Rings R und die Breite W ist, wobei W << R ist, die maximale Wellenlänge, die durchgeht, ungefähr 2R mal die Quadratwurzel von 2W/R oder genauer 2R Sin( ArcCos(1-W/R)). Keine mit R vergleichbaren Wellenlängen passieren diesen ringförmigen Filter, es sei denn, W ist selbst mit R vergleichbar.
Jim Graber