相干長度
相干波保持相干度進行傳播的距離
在物理學中,相干長度表示的是相干波(例如電磁波)保持一定的相干度進行傳播的距離。當相互干涉的波的路徑之間的差距小於相干長度時,干涉現象明顯。波的干涉長度越長,越接近完美的正弦波。相干長度在全息攝影與通信工程領域是一個重要的概念。
在無線電頻段(radio-band)系統中,相干長度可用下式粗略計算
在光學通信(optical communications)中,假設波源的發射光譜是一個高斯分佈,則相干長度L可由下式給出其中表示波源的中心波長,n表示介質的折射率,表示波源的譜寬。若波源光譜的半峰全寬為,則的路徑偏移將會使干涉可見度減少到50%。
上述的表達式常用於近似計算。由於波源譜寬的定義較為含混,相干長度的下述定義被提出:
相干長度可被邁克耳孫干涉儀測量,是干涉可見度等於 的自相干(self-interfering)激光的光程差。干涉可見度(或條紋可見度,“fringe visibility”)被定義為
其中表示條紋(fringe)的強度。
在長距離的傳輸系統中,相干長度可能會因為某些傳播因素(propagation factors)而被削減,例如色散、散射和衍射。
多模(multimode)氦氖激光的相干長度一般為20厘米,而單模(singlemode)的相干長度可超過100米。一些半導體激光的相干長度可達幾百米,但小型的簡易半導體激光的相干長度較短(某二極體激光器的相干長度為20厘米)。譜線寬度為幾千赫茲的單模纖維激光器的相干長度能大於100公里。光學頻率梳由於梳齒之間狹窄的譜線寬,也可以達到相似的相干長度。
• 相干時間
• 超導相干長度
• 空間相干性