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时间和空间相干性

时间：2011-12-31 22:19:45  来源： 打印本文

时间和空间相干性

2005/2/24/12:0    在同一光源形成的光场中，同一地点不同时刻的光之间的相干性。在这类问题的讨论中，常常引进所谓相干时间这个概念，它实质上是指相位的相关性能够维持的时间。在数量级上，相干时间是光波频率宽度△v的倒数。对理想的单色光，△v=0，因为它具有精确的频率值。于是它的相干时间为无穷大，具有最好的时间相干性。频率宽度愈大，光的单色性愈差，相干时间愈小，时间相干性也就愈差。一般单色性较好的激光器，相干时间为10-2～10-3秒；热光源约为10-8～10-9秒。光在相干时间内传播的距离称为相干长度。相干长度可以理解为光源所发光的波列的几何长度。理想的单色光为简谐周期函数，它在空间上是无限长的，故其相干长度也为无限长。热光源的相干长度或波列几何长度在真空中约为几米。

    在同一光源形成的光场中，同一地点不同时刻的光之间的相干性。在这类问题的讨论中，常常引进所谓相干时间这个概念，它实质上是指相位的相关性能够维持的时间。在数量级上，相干时间是光波频率宽度△v的倒数。对理想的单色光，△v=0，因为它具有精确的频率值。于是它的相干时间为无穷大，具有最好的时间相干性。频率宽度愈大，光的单色性愈差，相干时间愈小，时间相干性也就愈差。一般单色性较好的激光器，相干时间为10-2～10-3秒；热光源约为10-8～10-9秒。光在相干时间内传播的距离称为相干长度。相干长度可以理解为光源所发光的波列的几何长度。理想的单色光为简谐周期函数，它在空间上是无限长的，故其相干长度也为无限长。热光源的相干长度或波列几何长度在真空中约为几米。

    空间相干性在同一光源形成的光场中，不同地点同一时刻的光之间的相干性。这个概念适用于扩展光源，可用相干面积来量度。若扩展光源的面积为（△l）2，此面积内各点所发出的波长为λ的光通过与光源相距为R并与光传播方向垂直的平面上的两点，如果这两点位于由下式定义的相干面积



内，则称通过该两点的光是相干的。R确定时，光源的横向尺寸越小，相干面积就越大，因而空间相干性也就越好。严格地说，空间相干性是指垂直于光传播方向的截面上的任意两点间的相干性。相干面积与相干长度的乘积称为相干体积。