光学における基本的な概念の 1 つはコヒーレンスです。これは干渉効果を示す光の能力と密接に結びついています。異なる場所または時間での電場値が一定の位相接続を持っている場合、光場はコヒーレントであると言われます.
干渉効果を示す光の能力に強く関連するコヒーレンスは、光学における最も基本的な概念の 1 つです。異なる場所または時間での電場値が一定の位相リンクを持っている場合、光場はコヒーレントであると見なされます。これは、波の値とそれ自体との間の相関の平均値を一定時間遅延させたもので、波がそれ自体とどの程度干渉できるかの特性を示します。 2 つの別々の時間における空間内の特定のポイントでの波の位相相関は、時間的コヒーレンスとして知られています。
一貫性
量子力学的コヒーレンスは、通常、無秩序やノイズに弱いため、化学や生物学では一般的ではありません。コヒーレンスを構築し、複雑なシステムでその進行状況を追跡できる実験が最近考案されました。電磁波の特徴は、互いに明確な位相関係を持っていることです。また、電磁放射源の干渉能力の尺度として定義することもできます。
一貫性の種類:
コヒーレンスとは、波の異なる (時間的および空間的な) ポイントで記録されたフェーズ間の相関関係です。
時間的コヒーレンスは、伝播経路に沿ったさまざまな場所で光波の位相を比較することによって、光源がどの程度単色であるかを判断する指標です。
時間の任意のペアで T (波の振動の周期) だけ遅れた、波の値とそれ自体の間の平均相関は、時間的コヒーレンスとして知られています。時間的コヒーレンスという用語は、ソースがどの程度単色であるかを表します。別の言い方をすれば、一定時間、波がどのように干渉するかを説明しています。コヒーレンス時間 (「Tc」) は、この波の位相または振幅が大幅に変化する期間です。
さらに、遅延が T =0 に達すると、コヒーレンス度は完璧です。ただし、遅延が T =Tc に達すると、劇的に減少する傾向があります。 Lc と略されるコヒーレンス長は、もう 1 つの重要な量であり、Tc 期間中に波が移動した距離として定義できます。コヒーレンス時間と信号の継続時間、コヒーレンス長とコヒーレンス領域を区別することが重要です。
空間の一貫性
常に波の 2 つの場所の間の相互相関は、空間コヒーレンスとして知られています。水の波や光学系など、さまざまな系で波のような状態が 1 次元または 2 次元に広がる様子を観測できます。 X1 と X2 (波の範囲内) とラベル付けされた空間内の 2 つのポイントが時間にわたって平均化される場合、空間コヒーレンスの属性を使用して、干渉する能力を説明できます。
たとえば、無限の長さにわたる振幅を持つ波が 1 つの値しか持たない場合、それは完全に空間的にコヒーレントであると主張できます。 Acと略されるコヒーレンス領域は、空間コヒーレンスの分野では不可欠な言葉です。コヒーレンスの直径は、大きな干渉がある 2 つのサイト間の間隔によって定義されます。ヤングの二重スリット干渉計に適したタイプのコヒーレンスとして Ac を定義できます。さらに、このアプローチは光学イメージング システムに適用され、さらに重要なことには、さまざまな種類の天体望遠鏡に適用されます。
時間的コヒーレンスの例
聴覚シーンの分析では、時間的コヒーレンスが重要です。聴覚シーン分析には、視覚シーン分析で遭遇する問題に匹敵する問題があります。ただし、いくつかの例外といくつかの重要な違いがあります。具体的には、自然で人工的な視覚的状況には、多くの場合、本質的に動的な聴覚シーンが大量に含まれており、多くの急速に変化し、比較的動きが遅く、わずか数分間の音響的発生があります。
時間的コヒーレンスとコヒーレンス時間の計算
「時間コヒーレンス」という用語は、異なる時間と場所での電場間の実質的な相関を意味します。たとえば、単一周波数レーザーの出力は、非常に高い時間的コヒーレンスを持つことができます。これは、電場が長期間にわたって非常に予測可能な方法で変化するためです。滑らかな正弦波振動を示します。
コヒーレンス時間は、マイケルソン干渉計でフリンジが検出される経路長の差を測定することによって実験的に計算でき、時間的コヒーレンスの尺度です。
以下は、時間におけるコヒーレント波の簡単な図です。
E0 (t)=e0 exp ( -t/4𝜎𝓣 * – iw1 t)
一方、自然界で見られる放射線の大部分は、時間的に一貫性がありません。太陽光、蛍光灯、黒体放射、およびアンジュレータ放射はすべて時間的に一貫性がなく、一般にカオス光または部分的コヒーレント波と呼ばれます。
結論:
この記事では、コヒーレンスの概念、時間的コヒーレンスの特徴、空間的および時間的コヒーレンス、例、およびコヒーレンス時間について説明しました。これらの概念を把握することは、試験中にこのトピックに関する質問に正しく答えるために非常に重要です。
