Прохождение света через круглое сито.
Давайте подумаем о радаре или микроволнах с длиной волны порядка сантиметра или двух, чтобы вы могли настроить апертуру, скажем, выгравировав серебряный экран на стекле. Если у вас есть отражающий металлический экран, и вы вырезаете в нем длинный узкий прямоугольник, он будет пропускать (некоторые) фотоны правильно ориентированной линейной поляризации с длиной волны короче, чем длина прямоугольника.
Что, если вы прорежете в экране узкое круглое кольцо? Будет ли он пропускать излучение с круговой поляризацией соответствующей длины волны? Бонусные баллы: как насчет эллиптического кольца? Пожалуйста, игнорируйте фотоны с длиной волны короче или сравнимой с узким размером щели.
Вы можете создавать лучи света, которые имеют как орбитальный, так и вращательный угловой момент, и они могут проходить через кольцевое отверстие.
Таким образом, кругового или линейного недостаточно. Линейный имеет сдвиг фазы, ортогональный сдвигу с поляризацией под фиксированным углом. Круговой имеет вращение поляризации, но с кольцевым фильтром вы можете придать волновому фронту поворот, при котором он может иметь целое число поворотов по мере того, как он движется вокруг угла, чтобы вы допускали орбитальный угловой момент.
Электроны могут делать то же самое.
Одним из способов получения таких лучей является голография. Дифракционная решетка с точкой, у которой несколько линий, идущих сверху, и одна линия, идущая вниз, может создать луч с орбитальным угловым моментом, величина которого зависит от того, сколько линий вошло в точку. Таким образом, строки выглядят как строчная буква l или цифра 1, но затем в середине есть заглавная буква Y или, может быть, Y и I и так далее.
Что касается линейности поляризации в вертикальной или горизонтальной щели. Если бы у вас была веревка, проходящая через вертикальную щель, было бы очевидно, что ее легче трясти вверх и вниз. Но электрическое поле расположено во всех точках вдоль пути распространения, и вектор указывает направление. Размер поля измеряется в В/м и поэтому напрямую не связан с высотой вертикальной щели. Таким образом, в отличие от веревки, амплитуда вертикальных электрических волн напрямую не ограничивается высотой вертикальной щели. Он ограничен такими вещами, как диэлектрический пробой воздуха и поляризация вакуума, а также может ли он разрушить материал, который, как вы надеетесь, заблокирует его.
Но существует общая трудность прохождения длины волны через щель, ширина которой меньше длины волны. Это скорее эффект дифракции и совсем не очевиден.
Но вы спросили о поляризации. Если материал может проходить как вертикальную, так и горизонтальную поляризацию, и проходить их обе с одной и той же фазой, то он также проходит оба вида круговой поляризации.
Я не совсем уверен в этом ответе, поэтому и задал вопрос.
Однако я думаю, что ответ заключается в том, что через кольцевую апертуру могут проходить только относительно короткие волны.
В частности, я думаю, что если внешний радиус кольца равен R, а ширина равна W, где W << R, максимальная длина волны, которая проходит через него, примерно в 2R умножается на квадратный корень из 2W/R, или, точнее, 2R Sin( ArcCos(1-W/R)). Никакие длины волн, сравнимые с R, не проходят через этот кольцевой фильтр, если только W сама не сравнима с R.
Джим Грабер