为什么会有时间相干性
① 光源为什么会有时间相干性大神们帮帮忙
在物理学里,相干性 (拉丁文 cohaerere ) ,又称同调性,描述波在传播时,其物理量在不同地点或不同时间的相关特性。这相关特性是由于波相位的变化而产生的。因为相位的差别,两个波的叠加会造成建设性干涉或摧毁性干涉。假设,两个波的相位差别为常数,则这两个波的频率必定相同,称这两个波为相干的。相干度 (degree of coherence) 是专门用来表示波的相关特性的一种度量,可以由干涉显明度 (interference visibility) 计算出来。干涉显明度是两个波干涉图案的强度对比。 一般而言,给予不相干的光源,我们不能够观测到干涉图案[1]。例如,太阳可以被视为,由许多不相干的发光点,聚合而成。每一个发光点只会发光一小段时间 ,制造出一个波列,而后,再也不会发光。为了要能观测到,这类光源产生的,两个波列叠加的干涉图案,我们必须要有曝光时间在 数量级的摄影仪器。在旧时,并没有这么精确的摄影仪器。所以,我们无法,从不相干的光源,观测到干涉图案。 为了要观测到干涉图案,我们必须从不相干的光源,制造出相干性较高的光波。有两种方法可以达到这目标。第一种方法称为分隔波前法,我们可以使用狭缝过滤来增加光波的空间相干性。从狭缝透射出来的波前,大致都有同样的相位。杨氏双缝实验就是使用这种方法,来得到相干性较高的光波。第二种方法称为分隔波幅法。我们也可以用半透射,半反射的镜子,将一束光波一分为二,人工制造出两束相干的光波。所得到的两束光波会有同样的相位。迈克尔逊干涉仪使用的是第二种方法。 自从雷射,激微波的发明,科学家不再被寻找相干性的光源这问题困扰。雷射所制造出来的波列通常能维持 之久。这给予我们足够的曝光时间来计录干涉图案。
② 简述激光的时间相干性
当然有,
光,包括激光,
时间相颂耐干性是指光的强度与频率或波长的关系,强度越是集中在很小的频率范围内,称单色野清春性越好,
空间相干性是指光在空间的各个点是否具体有固定的相位关系,有固定的相位关系的空间范围越大,称空间相干性越好,
一般的工科大学非物理正册专业,在讲解
迈克尔逊干涉仪时,可能会讲解时间相干性,但空间相干性一般是物理专业才讲解的。
③ 光源的相干时间,相干长度是怎么定义的
相干时间就是信道保持恒定的最大时间差范围,发射端的同一信号在相干时间之内到达接收端,信号的衰落特性完全相似,接收端认为是一个信号。如果该信号的自相关性不好,还可能引入干扰,类似照相照出重影让人眼花缭乱。
在物理学中,相干长度表示的是相干波(例如电磁波)保持一定的相干度进行传播的距离。相干长度越大,相干时间越长,那么光源的时间相干性越好。
(3)为什么会有时间相干性扩展阅读
多模(multimode)氦氖激光的相干长度一般为20厘米,而单模(singlemode)的相干长度可超过100米。一些半导体激光的相干长度可达几百米,但小型的简易半导体激光的相干长度较短(某二极管激光器的相干长度为20厘米)。
谱线宽度为几千赫兹的单模纤维激光器的相干长度能大于100公里。光学频率梳由于梳齿之间狭窄的谱线宽,也可以达到相似的相干长度。
④ 迈克尔逊干涉实验 光源为什么会有时间相干性
因为实际光源发光的微观过程是断续的,每个原子的持续发光时间是有限的(通常小于10^-8s),因此发射的广播都不可能是无限长的波列,而是有限长的波列。当波列的长度比两路光的光程差小时,一路光已经通过了G1镜,另一路光还没有到达,因此,它们之间就不能发生干涉。只有波列长度大于两路光的光程差时,两路光才能在G1处相遇,才能观察到干涉现象。
⑤ 时间相干性的时间相干性的产生
时间相干性与源的单色性直接相关。例如光波,假设光源发出的波频率在ω1-ω2的范围内。由不同传播路径传播至同一点的两路光波具有与频率有关的相位差。在无色散的情况下,不同频率的光波的光程差L是一定的,而位相差等于2πL/λ。只有L=0,也就是光程差为零的时候,位相差才与波长或者说频率没有关系。频率为ω1的光波的位相差与频率为ω2的位相差之差为2πL/λ1-2πL/λ2=2πLΔλ/λ^2。而频率在此之间的光波的位相差之差在0到这个值之间。最终的光场是各频率光各自的相干结果的非相干叠加。当2πLΔλ/λ^2远远大于1时,非相干叠加就会使得干涉条纹消失。
对光波进行频谱分析,谱线宽度越窄,或单色性越好,相干时间越长,即时间相干性越好。
⑥ 迈克尔逊干涉仪实验 光源为什么会有时间相干性
时间相干性是指光源的频率不同对干涉条纹的反差的影响,相应地,空间相干性是指光源的空间分布即几何形状渣枣对干涉条纹空卜的反差的斗梁穗影响。
⑦ 光场的时间相干性原理是什么
若两相干光的光程差超过相干此仿脊长度,或者相应的传播时间之间超过相干时间,则森渗不能产生干涉现象,相干长度和相大卜干时间标志着相干光的性能,称这一属性为光的时间相干性
相干长度: L = n*l
相干时间:t = L/c
⑧ 相干性的概述
振动频率相同、相差恒定的叫做相干性。
两个波彼此相互干涉时,因为相位的差异,会造成建设性干涉或摧毁性干涉。假若两个正弦波的相位差为常数,则这两个波的频率必定相同,称这两个波“完全相干”。两个“完全不相干”的波,例如白炽灯或太阳所发射出的光波,由于产生的干涉图样不稳定,无租旅法被明显地观察到。在这两种极端之间,存在着“部分相弊纳凳干”的波。
相干性又大致分类为时间相干性与空间相干性。时间相干性与波的线宽有关;而空间相干性则与波源的有限尺寸有关。
波与波之间的的相干性可以用相干度(degree of coherence)来茄桥衡量。干涉可见度(interference visibility)是波与波之间的干涉图样的辐照度对比,相干度可以从干涉可见度计算出来。