光源為什么會有時間相干性大神們幫幫忙
光源為什么會有時間相干性大神們幫幫忙
在物理學(xué)中，相干性(拉丁文cohaerere)，也稱為同調(diào)，描述了波與光的相關(guān)特性。不同地方或不同時間的物理量。這種相關(guān)性是由于波相位的變化。
由于相位差的原因，兩波疊加會產(chǎn)生相長干涉或相消干涉。
假設(shè)兩個波的相位差不變，那么這兩個波的頻率一定相同，就說它們是相干的。相干度是專門用來表示波的相關(guān)特性的一種度量，可以從干涉可見度中計(jì)算出來。干涉可見度是兩個波干涉圖案的強(qiáng)度對比。一般來說，給定一個不相關(guān)的光源，我們無法觀察到干涉圖樣[1]。
例如，太陽可以看作是許多不相關(guān)的發(fā)光點(diǎn)的**。每個發(fā)光點(diǎn)只會發(fā)光一小段時間，產(chǎn)生一個波列，然后就再也不會發(fā)光了。為了觀察這種光源產(chǎn)生的、由兩個波列疊加的干涉圖樣，必須有一個曝光時間在數(shù)量級的照相儀器。
在過去，沒有如此精確的攝影儀器。所以，我們可以 不要觀察無關(guān)光源的干涉圖樣。為了觀察干涉圖樣，我們必須從不相干的光源制造出高相干性的光波。
有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)。第一種方法叫做分離波前法，我們可以用狹縫濾波來增加光波的空間相干性。從狹縫透射的波前具有大致相同的相位。
揚(yáng) 的雙縫實(shí)驗(yàn)就是利用這種方法獲得高相干性的光波。第二種方法稱為分離振幅法。我們還可以使用半透射半反射鏡將一束光波分成兩束光，并人工產(chǎn)生兩個相干光波。產(chǎn)生的兩個光波將具有相同的相位。
邁克爾遜干涉儀使用第二種方法。自從激光和微波發(fā)明以來，科學(xué)家們不再被尋找相干光源的問題所困擾。激光產(chǎn)生的波列通常持續(xù)很長時間。這給了我們足夠的曝光時間來記錄干涉圖樣。
邁克爾遜干涉實(shí)驗(yàn) 光源為什么會有時間相干性
因?yàn)閷?shí)際光源的微觀過程是間歇的，每個原子的連續(xù)發(fā)光時間是有限的(通常小于10^-8s)，發(fā)出的廣播不可能是無限波列，而是有限波列。當(dāng)波列的長度小于兩路光的光程差時，一路光已經(jīng)通過了G1鏡，另一路光還沒有到達(dá)，所以兩者之間不可能發(fā)生干涉。
只有當(dāng)波列的長度大于兩束光的光程差時，兩束光才能在G1相遇，才能觀察到干涉現(xiàn)象。
光源的相干時間，相干長度是怎么定義的？
相干時間是信道保持恒定的最大時差范圍。發(fā)射端的同一個信號在相干時間內(nèi)到達(dá)接收端，信號的衰落特性完全相似，所以接收端認(rèn)為是一個信號。如果信號自相關(guān)性不好，還可能引入干擾，類似于攝影中刺眼的重影。
在物理學(xué)中，相干長度是指相干波(如電磁波)在一定的相干程度下傳播的距離。
相干長度和相干時間越長，光源的時間相干性越好。
擴(kuò)展數(shù)據(jù)
多模He-Ne激光的相干長度一般為20cm，而單模可超過100m。有些半導(dǎo)體激光器的相干長度可以達(dá)到幾百米，但小型簡易半導(dǎo)體激光器的相干長度較短(一個二極管激光器的相干長度為20厘米)。
譜線寬度為幾千赫茲的單模光纖激光器相干長度可達(dá)100公里以上。
由于梳齒之間的光譜線寬較窄，光頻梳也可以實(shí)現(xiàn)類似的相干長度。
什么是光的相干性呢？
就是兩個光波(光波)在傳播過程中保持相同的相位差，具有相同的頻率，或者具有完全相同的波形。
現(xiàn)實(shí)中，完美的相干光能是不存在的。相干性通常用來描述光的相干性能，包括時間相干性和空間相干性。
來自激光器的激光通常具有良好的相干性。
這種激光器通過分束后合成，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的相干條紋。
振動方向相同;振動頻率相同;如果相位相同或相位差保持不變，那么在兩束光束相遇的區(qū)域就會發(fā)生干涉。
獲得相干光源的三種方法
1.波前分割方法
從同一個光源上的同一點(diǎn)或一個很小的區(qū)域(可以認(rèn)為是點(diǎn)光源)發(fā)出的一束光被分成兩束，然后它們經(jīng)過不同的傳播路徑后相遇。此時，從同一光束中分離出來的這一對光的頻率和振動方向是相同的，在交匯點(diǎn)的相位差是恒定的，所以是相干光。例如，揚(yáng) 雙縫干涉實(shí)驗(yàn)。
2.振幅分割法
一種干涉兩束光的方法，這兩束光是通過介質(zhì)薄膜的反射和折射形成的。例如薄膜干涉。
3.使用激光光源
激光光源的頻率、相位、振動方向和傳播方向是相同的。
邁克爾遜干涉預(yù)習(xí)題**等
1.光的時間相干性與光源的發(fā)光特性有關(guān)。一般光源是從原子等粒子的高能級到低能級發(fā)生的，躍遷有一定的壽命，是隨機(jī)的。跟隨
機(jī)性導(dǎo)致不同的躍遷發(fā)出的光不相干，有一定壽命導(dǎo)致光波波列有限長，當(dāng)光程差超過波列長度時，只能是不同的躍遷發(fā)出的光才能相遇，因而不相干，也就導(dǎo)致了時間相干性。
2，2nhcos(theta)=m*lambda3,光程差只與入射角有關(guān)的叫等傾，那么此時平行平板之間的厚度應(yīng)該不變，產(chǎn)生等傾干涉條紋。
等厚的光程差只有平行平板之間的厚度有關(guān)，那么入射角必須保持一致，因此必須平行光入射。擴(kuò)展光源的干涉條紋是定域的。4，一般的好像是1/10000mm。
有關(guān)光源的時間相干性
光源發(fā)光中各波列之間的初相位和倆波列之間的時間差都是隨機(jī)的就單獨(dú)這兩個波列而言，可以干涉但是大量這種情況產(chǎn)生的光強(qiáng)疊加由于隨機(jī)性，什么也看不出來所以說沒有干涉假如你能制造某光源，初相位完全一致，個波列長度相同，間隔相等，那么就能發(fā)生你那種干涉僅供參考
