¿Qué fotones pasan a través de un anillo circular?

Pasar la luz a través de un tamiz circular:
bueno, en realidad, pensemos en un radar o microondas con una longitud de onda del orden de un centímetro o dos, para que pueda adaptar su apertura, digamos grabando una pantalla plateada en el vidrio. Si tiene una pantalla de metal reflectante y corta un rectángulo largo y estrecho en ella, pasará (algunos) fotones de la polarización lineal correctamente orientada de longitud de onda más corta que la longitud del rectángulo.
¿Qué sucede si corta un anillo circular angosto en su pantalla? ¿Pasaría radiación polarizada circularmente de la longitud de onda apropiada? Puntos de bonificación: ¿Qué pasa con un anillo elíptico? Ignore los fotones de longitud de onda más corta o comparable a la dimensión estrecha de la rendija.

Respuestas (2)

Puede hacer que los rayos de luz que tienen un momento angular orbital también giren y puedan pasar a través de una abertura anular.

Así que circular versus lineal no es suficiente. Lineal tiene el avance de fase ortogonal al avance con la polarización en un ángulo fijo. Circular tiene la rotación de polarización, pero con un filtro anular puede darle un giro al frente de onda donde puede tener un número entero de giros a medida que gira alrededor del ángulo para permitir el momento angular orbital.

Los electrones pueden hacer lo mismo.

Una forma de producir tales haces es a través de la holografía. Una rejilla de defracción con un punto que tiene múltiples líneas que vienen desde arriba para ser una línea que va hacia abajo puede producir un haz con momento angular orbital con la cantidad relacionada con cuántas líneas entraron en el punto. Entonces, las líneas se ven como una l minúscula o el número 1, pero luego hay una Y mayúscula en el medio o tal vez una Y y una I y así sucesivamente.

En cuanto a que la polarización sea lineal en una rendija vertical u horizontal. Si tuviera una cuerda que pasara por una ranura vertical, podría ser obvio que es más fácil sacudirla hacia arriba y hacia abajo. Pero un campo eléctrico está ubicado en todos los puntos a lo largo del solitario que se propaga y el vector apunta en una dirección. El tamaño del campo se mide en V/my, por lo tanto, no está directamente relacionado con la altura de la rendija vertical. Entonces, a diferencia de la cuerda, la amplitud de las ondas eléctricas verticales no está directamente limitada por la altura de la rendija vertical. Está limitado por cosas como la ruptura dieléctrica del aire y la polarización del vacío y si destruiría el material que esperas que lo bloquee.

Pero existe una dificultad general de hacer pasar una longitud de onda a través de una rendija que es más pequeña en ancho que la longitud de onda. Esto es más un efecto de difracción y no es obvio en absoluto.

Pero usted preguntó acerca de la polarización. El material de s puede pasar tanto la polarización vertical como la horizontal, y pasar ambos con la misma fase, luego pasa ambos tipos de polarización circular también.

Puntos para considerar el momento angular orbital

No estoy totalmente seguro de esta respuesta, por eso hice la pregunta.
Sin embargo, creo que la respuesta es que solo las longitudes de onda relativamente cortas pueden pasar a través de una apertura anular.

Específicamente, creo que si el radio exterior del anillo es R y el ancho es W, donde W << R, la longitud de onda máxima que pasa es aproximadamente 2R veces la raíz cuadrada de 2W/R, o más exactamente 2R Sin( ArcCos(1-W/R)). Ninguna longitud de onda comparable a R pasa a través de este filtro anular a menos que W sea comparable a R.