U fizici, što je duljina koherencije?

U optici, koja je grana fizike koja se bavi svjetlošću i njezinim svojstvima, duljina koherencije (CL) je maksimalna udaljenost koju snop svjetlosti ili drugi elektromagnetski fenomen može prijeći uz zadržavanje određenog stupnja vremenske koherencije. Vremenska koherencija odnosi se na sinusni oblik vala koji se širi i sposobnost predviđanja gdje će u svojoj fazi val biti određeni trenutak u vremenu. Ako je svjetlost koherentna, ostaje u fazi sa sobom. Kao rezultat toga, neki se tekstovi također odnose na vrijeme koherencije, što je duljina koherencije podijeljena sa brzinom svjetlosti.

Na duljinu koherencije utječu mnogi čimbenici: čistoća i snaga svjetlosti koja se koristi, specifična valna duljina, prisutnost potencijalne disperzije i difrakcije. Iako se pojam “duljina koherencije” prvenstveno koristi u optici, mnogi optički koncepti generalizirani su na bilo koju situaciju koja uključuje širenje valova, kao što su radio valovi, zvučni valovi i valovi kompresije. Također se koristi u raspravama o supravodljivosti, vjerojatno zato što se elektroni također mogu promatrati kao valovi pod određenim uvjetima.

Jedna značajna primjena duljine koherencije je holografija, snimanje i rekreacija trodimenzionalnih slika. Holografija radi tako što bilježi interakciju između dviju laserskih zraka — referentne zrake i zrake objekta. Duljina koherentnosti korištenog lasera je maksimalna razlika puta koja se može dopustiti između zraka, tako da služi kao ograničenje dubine holograma koji se može snimiti. Za uobičajeni helij neonski laser od pet miliwata, ovaj CL je ograničen na oko 6-8 inča (15.2-20.3 cm).

Druga primjena duljine koherencije je u telekomunikacijama, prijenos poruka preko elektromagnetskog signala. Ovdje je CL maksimalna udaljenost na koju se poruka može poslati, a da se na neki način ne prenese. Za radio valove, duljina se može aproksimirati dijeljenjem brzine svjetlosti kroz taj medij sa širinom pojasa signala. Interferencija, disperzija i difrakcija mogu smanjiti ovaj raspon. Za optičke komunikacije, CL je izravno proporcionalan kvadratu središnje valne duljine izvora i obrnuto proporcionalan indeksu loma medija koji se koristi i spektralnoj širini signala.