Em física, qual é o comprimento da coerência?

Na óptica, que é o ramo da física que lida com a luz e suas propriedades, o comprimento da coerência (CL) é a distância máxima que um feixe de luz ou outro fenômeno eletromagnético pode percorrer, mantendo um grau especificado de coerência temporal. A coerência temporal refere-se à forma senoidal de uma onda de propagação e à capacidade de prever onde em sua fase uma onda será um momento específico no tempo. Se a luz é coerente, ela permanece em fase consigo mesma. Como resultado, alguns textos também se referem ao tempo de coerência, que é o comprimento da coerência dividido pela velocidade da luz.

O comprimento da coerência é afetado por muitos fatores: a pureza e o poder da luz utilizada, o comprimento de onda específico, a presença de potencial dispersão e difração. Embora o termo "comprimento de coerência" seja usado principalmente em óptica, muitos dos conceitos de óptica foram generalizados para qualquer situação que envolva a propagação de ondas, como ondas de rádio, ondas sonoras e ondas de compressão. Também é usado em discussões de supercondutividade, possivelmente porque os elétrons também podem ser vistos como ondas sob certas condições.

Uma aplicação significativa do comprimento da coerência é a holografia, a gravação e a recreação de imagens tridimensionais. A holografia captura capturando a interação entre dois raios laser - um raio de referência e um objeto. O comprimento da coerência do laser usado é a diferença máxima de caminho que pode ser permitida entre os feixes; portanto, serve como limite na profundidade do holograma que pode ser gravada. Para um laser de néon hélio de cinco miliwatts comum, esse CL é limitado a cerca de 15 a 20 cm (6-8 polegadas).

Outra aplicação do comprimento da coerência é nas telecomunicações, a transmissão de mensagens através de um sinal eletromagnético. Aqui, o CL é a distância máxima que uma mensagem pode ser enviada sem ser de alguma forma retransmitida. Para ondas de rádio, o comprimento pode ser aproximado dividindo a velocidade da luz através desse meio pela largura de banda do sinal. Interferência, dispersão e difração podem reduzir esse intervalo. Para comunicações ópticas, o CL é diretamente proporcional ao quadrado do comprimento de onda central da fonte e inversamente proporcional ao índice de refração do meio utilizado e à largura espectral do sinal.