Wat is in de natuurkunde, wat is de lengte van de coherentie?

In de optica, de tak van fysica die te maken heeft met licht en zijn eigenschappen, is de coherentielengte (CL) de maximale afstand die een lichtstraal of ander elektromagnetisch fenomeen kan reizen met behoud van een gespecificeerde mate van tijdelijke samenhang. Tijdelijke coherentie verwijst naar de sinusvorm van een propagerende golf en het vermogen om te voorspellen waar in zijn fase een golf een specifiek moment in de tijd zal zijn. Als het licht coherent is, blijft het in fase met zichzelf. Als gevolg hiervan verwijzen sommige teksten ook naar de coherentietijd, wat de coherentielengte is gedeeld door de snelheid van het licht.

Coherentielengte wordt beïnvloed door vele factoren: de zuiverheid en kracht van het gebruikte licht, de specifieke golflengte, de aanwezigheid van potentiële dispersie en diffractie. Hoewel de term "coherentielengte" voornamelijk wordt gebruikt in optica, zijn veel van de concepten van optica gegeneraliseerd naar elke situatie waarbij golven worden verspreid, zoals radiogolven, geluidsgolven en compressiegolven.Het wordt ook gebruikt in discussies over supergeleiding, mogelijk omdat elektronen ook kunnen worden gezien als golven onder bepaalde omstandigheden.

Een belangrijke toepassing van de coherentielengte is holografie, de opname en recreatie van driedimensionale afbeeldingen. Holografie werkt door de interactie vast te leggen tussen twee laserstralen - een referentiebalk en een objectstraal. De coherentielengte van de gebruikte laser is het maximale padverschil dat kan worden toegestaan ​​tussen de stralen, dus het dient als een limiet op de diepte van het hologram die kan worden geregistreerd. Voor een gemeenschappelijke vijf-milliwatt helium neon laser is deze CL beperkt tot ongeveer 6-8 inch (15,2-20,3 cm).

Een andere toepassing van de coherentielengte is in telecommunicatie, de transmissie van berichten over een elektromagnetisch signaal. Hier is de CL de maximale afstand die een bericht kan worden verzonden zonder op de een of andere manier door te geven. Voor radioGolven, de lengte kan worden benaderd door de snelheid van het licht door dat medium te delen door de bandbreedte van het signaal. Interferentie, dispersie en diffractie kunnen dit bereik verminderen. Voor optische communicatie is de CL recht evenredig met het kwadraat van de centrale golflengte van de bron en omgekeerd evenredig met de brekingsindex van het gebruikte medium en de spectrale breedte van het signaal.