Teoretiska ramverk för kirotiska egenskaper hos elektromagnetiska material och fält granskas. Baserat på dessa grunder, chiroptiska system kan förstås, och komplicerade chiroptiska fenomen kan beskrivas.

De senaste framstegen inom artificiella nanomaterial och strukturerade optiska fält har utökat begreppet kiroftiska fenomen. Dock, Kiroptiska fenomen härrör från komplicerade processer som involverar övergångar mellan stater med motsatta pariteter, så grunderna i kirotiska processer krävs för en solid tolkning av fenomenen. Här, teoretiska ramverk för elektromagnetiska materials chiroptiska egenskaper diskuteras i samband med mikroskopiska (diskreta kirotiska spridare) och makroskopiska (kontinuerliga kirotiska medier) system.

Ett "kiralt objekt" hänvisar till ett tredimensionellt objekt som inte kan överlagras på sin spegelbild med hjälp av endast translationer och rotationer. Sådana kirala objekt interagerar olika med vänster- och högercirkulärt polariserade ljus, och absorptionsskillnad vid dessa två cirkulära polarisationer (cirkulär dikroism) har använts i stor utsträckning för att karakterisera chiroptiska egenskaper hos de kirala objekten. Dock, (geometrisk) kiralitet är en kvalitativ egenskap; det är, vi säger inte att ens hand är mer chiral än en annans hand. Å andra sidan, observerade chiroptiska effekter är mätbara storheter. Genom att introducera chiroptiska parametrar, de chiroptiska effekterna kan beskrivas och graden av elektromagnetisk kiralitet kan definieras och kvantifieras.

Dessutom, chiroptiska egenskaper hos elektromagnetiska fält diskuteras i samband med lokal fälttäthet och dess flöde, som har definierats som optisk kiralitet och optisk helicitet. Också, spiralformade strålar med inneboende orbital vinkelmomentum diskuteras som en annan klass av kiralt ljus.

Generellt, ett kiralt fenomen involverar två kirala objekt, där ett kiralt objekt interagerar annorlunda med ett annat kiralt objekt och dess enantiomer (spegelbild). I kirotiska fenomen, ett av de kirala objekten är själva ljuset. Genom att inse att ljus också kan vara kiralt, graden av kiralitet hos fältet kan också kvantifieras.

Flera chiroptiska fenomen diskuteras inom ramen för användning av identiska kirotiska parametrar för fälten och materialen. Detta tillvägagångssätt ger en tydlig förståelse av flera kirotiska fenomen inklusive inneboende och yttre kiralitet, enantioselektiv spridning, molekylär avkänning, och optomekaniska effekter. Denna recensionsartikel kommer att vara till hjälp för att förstå komplicerade kirotiska fenomen och för att designa och optimera kirotiska system och fält med väldefinierade meriter.