Bestimmte Materialien sind gekennzeichnet durch eine spezielle optische Eigenschaft: sie absorbieren links und rechts polarisiertes Licht in unterschiedlichem Umfang. Man nennt dieses Phänomen Zirkulardichroismus.
Wie schon gezeigt, kann linear polarisiertes Licht durch Überlagerung von rechts und links polarisiertem Licht entstehen. Wenn linear polarisertes Licht auf zirkulardichroitisches Material trifft erwarten wir also Veränderungen in den Eigenschaften des linear polarisierten Lichtes, weil die beiden Komponenten unterscheidlich stark absorbiert werden.
Ein solches Beispiel ist in der folgenden Animation dargestellt: in der Vertikalen polarisiertes Licht (hellblau) trifft auf ein Medium welches vollkommen transparent für die links zirkular polarisierte Kompoenente ist (roter Vektor), die rechts zirkular polarisierte Komponente (grün) aber stark absorbiert.
Auch hier wieder der Blick auf die Vektoren in den Schnittebenen vor (links) und nach (rechts) Wechselwirkung mit dem zirkular dichroitischen Material.
Was passiert hier? Die rote Komponente durchquert das Medium unverändert während der grüne Vektor kürzer wird: seine Intensität wird auf etwa 36% des Ausgangswertes reduziert. Die Überlagerung dieser zirkular polarisierten Wellen unterschiedlicher Amplitude ergibt kein linear polarisiertes Licht mehr: die Oszillation des elektrischen Vektors folgt nicht mehr einer Geraden sondern einer Ellipse, man spricht also von elliptisch polarisiertem Licht.
Wenn wir genau hinsehen stellen wir fest, dass die lange Achse der Ellipse parallel zur Ebene des ursprünglich linear polarisierten Lichtes liegt. Dies ist immer der Fall, unabhängig davon welche der Komponenten stärker absorbiert wird. Allerdings wird die Rotationsrichtung des elliptisch polarisierten Lichtes (oder, um genau zu sein, seines elektrischen Feldvektors) durch die zirkulare Komponente bestimmt, die schwächer vom Medium absorbiert wird. In unserem Fall rotiert der elektrische Vektor des elliptisch polarisierten Lichtes also mit dem gleichen Drehsinn wie die rote Komponente, die ja gar nicht absorbiert wird.
Dieses Szenario, in dem sich das Material für eine der beiden zirkularen Komponenten absolut transparent verhält, ist natürlich vollkommen ungewöhnlich und wurde hier nur im Sinne der Übersichtlichkeit gewählt. In der Regel werden sowohl rechts als auch links polarisierte Wellen absorbiert, allerdings mit unterschiedlichem Extinktionskoeffizienten. Die Differenz zwischen der Absorption der beiden Komponenten bestimmt über die Ausprägung der Ellipse. Im Extremfall wird eine der beiden Komponenten nahezu vollständig absorbiert was dazu führt, dass das linear polariserte Licht fast perfekt in zirkular polarisiertes Licht der anderen Drehrichtung umgewandelt wird.
Wir halten also fest: Zirkulardichroismus führt zur Umwandlung von linear polarisiertem Licht in elliptisch polarisertes Licht.
Anmerkung: Der Begriff "Dichroismus" bezeichnet allgemein die unterschiedliche Absorption zweier unterschiedlicher Arten von Licht. Ohne den Zusatz "Zirkular" bezieht sich dieser Begriff auf das Phänomen des Lineardichroismus: zwei linear polarisierte Wellen, die senkrecht aufeinander stehen, werden von der Probe unterschiedlich stark absorbiert. Materialien mit starkem Dichroismus können als Polarisationsfilter verwendet werden weil sie praktisch transparent für eine bestimmte Polarisationsebene, aber undurchlässig für die darauf senkrecht stehende Ebene sind.