Les cadres théoriques des propriétés chiroptiques des matériaux et champs électromagnétiques sont passés en revue. Sur la base de ces fondamentaux, les systèmes chiroptiques peuvent être compris, et des phénomènes chiroptiques complexes peuvent être décrits.

Les progrès récents dans les nanomatériaux artificiels et les champs optiques structurés ont élargi le concept de phénomènes chiroptiques. Cependant, les phénomènes chiroptiques proviennent de processus compliqués impliquant des transitions entre des états de parités opposées, les principes fondamentaux des processus chiroptiques sont donc nécessaires pour une interprétation solide des phénomènes. Ici, les cadres théoriques sur les propriétés chiroptiques des matériaux électromagnétiques sont discutés dans le contexte des systèmes microscopiques (disperseurs chiroptiques discrets) et macroscopiques (milieux chiroptiques continus).

Un «objet chiral» fait référence à un objet tridimensionnel qui ne peut pas être superposé à son image miroir en utilisant uniquement des translations et des rotations. Ces objets chiraux interagissent différemment avec les lumières polarisées circulairement à gauche et à droite, et la différence d'absorption à ces deux polarisations circulaires (dichroïsme circulaire) a été largement utilisée pour caractériser les propriétés chiroptiques des objets chiraux. Cependant, la chiralité (géométrique) est une propriété qualitative; C'est, nous ne disons pas que la main de l'un est plus chirale que la main d'un autre. D'autre part, les effets chiroptiques observés sont des quantités mesurables. En introduisant des paramètres chiroptiques, les effets chiroptiques peuvent être décrits et le degré de chiralité électromagnétique peut être défini et quantifié.

En outre, les propriétés chiroptiques des champs électromagnétiques sont discutées dans le contexte de la densité locale de la chiralité de champ et de son flux, qui ont été définies comme la chiralité optique et l'hélicité optique. Aussi, les faisceaux hélicoïdaux avec un moment angulaire orbital intrinsèque sont discutés comme une autre classe de lumière chirale.

En général, un phénomène chiral implique deux objets chiraux, où un objet chiral interagit différemment avec un autre objet chiral et son énantiomère (image miroir). Dans les phénomènes chiroptiques, l'un des objets chiraux est la lumière elle-même. En reconnaissant que la lumière peut aussi être chirale, le degré de chiralité du champ peut également être quantifié.

Plusieurs phénomènes chiroptiques sont discutés dans le cadre de l'utilisation des paramètres chiroptiques identiques des champs et des matériaux. Cette approche permet une compréhension claire de plusieurs phénomènes chiroptiques dont la chiralité intrinsèque et extrinsèque, diffusion énantiosélective, détection moléculaire, et les effets optomécaniques. Cet article de synthèse sera utile pour comprendre les phénomènes chiroptiques complexes et pour concevoir et optimiser des systèmes et des champs chiroptiques avec une figure de mérite bien définie.