코히렌스 길이

물리학에서, 간섭 길이는 간섭파(예: 전자파)가 일정한 수준의 간섭성을 유지하는 전파 거리이다.모든 간섭파가 통과하는 경로가 간섭 길이보다 작을 경우 파동 간섭이 강합니다.코히렌스 길이가 긴 파장은 완벽한 사인파에 가깝다.홀로그래피와 통신 공학에서 일관성의 길이는 중요합니다.

이 기사는 고전적인 전자기장의 일관성에 초점을 맞추고 있다.양자역학에서, 수학적으로 유사한 개념의 파동함수의 양자 일관성 길이가 존재한다.

수식

무선 대역 시스템에서, 코히렌스 길이는 다음과 같이 근사됩니다.

L=matfrac {c}{,n,\mathrm {Delta }{,n},\mathrm {\frac }{,n} {\delta } {,} ~,

$\,c\,$ 서 $\,c\,$ c {\ $displaystyle \,c,}$ 는 $\,c\,$ 진공에서의 빛의 속도, $\,n\,$ {\ $displaystyle$ $\,n\,$ \, $n}$ 은 $\,n\,$ 매체의 굴절률, $\,\mathrm {\Delta } f\,$ f f {\ $mathrm \\delta }$ f는 $\,\mathrm {\Delta } f\,$ 소스의 대역폭 또는 ${\$ {\ $displaystyle \,\lambda$ }는 $\,\lambda \,$ 신호 파장 $\,\Delta \lambda \,$ {\ \ $Del$ style {\ \ $\,\Delta \lambda \,$ 입니다 $.$ $ambda \,}$ 는 $\,\Delta \lambda \,$ 신호의 파장 범위의 폭입니다.

광통신에서, 선원이 가우스 방출 스펙트럼을 가지고 있다고 가정할 때, 일관성 $\,L\,$ L $(\$ 은 $\,L\,$ 다음과 같이 주어진다.

L=C,{\frac {\delta ^{2}}{,n,\mathrm {Delta } \delta }}~,

^[1]^[2]

여기서 $\,\lambda \,$ { $displaystyle$ $\lambda}$ 는 소스의 중심 파장, $n$ { $displaystyle$ n $}$ 은 매체의 굴절률, $\,\mathrm {\Delta } \lambda \,$ ${\$ 는 $\,\lambda \,$ $\,\mathrm {\Delta } \lambda \,$ 소스의 (FWHM) 스펙트럼 폭입니다.소스에 FWHM 스펙트럼 $\mathrm {\Delta } \lambda$ ${\$ ${\displaystyle \mathrm$ { $Delta$ } \ $lambda$ $\,\pm L\,$ 인 가우스 스펙트럼이 있는 경우 경로 오프셋 ± $\,\pm L\,$ (\ $displaystyle$ \,\ $pm$ L $)$ 은 $\,\pm L\,$ 프린지 가시성을 50%로 낮춥니다.

$\,C\,$ C $(\$ 는 $\,C\,$ 대략1/2. ${\textstyle \;{\frac {\,2\ln 2\,}{\pi }}\approx 0.4413}$ 저자는 2 ln ${\textstyle \;{\frac {\,2\ln 2\,}{\pi }}\approx 0.4413}$ 2 ${\textstyle \;{\frac {\,2\ln 2\,}{\pi }}\approx 0.4413}$ 0 ${;{\frac$ {, $2\ln$ 2 $,}$ {\ $pi$ }}\ $약$ 0. $4413$ ^[1]이라고 ${\textstyle \;{\sqrt {{\frac {\,2\ln 2\,}{\pi }}\;}}\approx 0.6643}$ , 다른 ${\textstyle \;{\sqrt {{\frac {\,2\ln 2\,}{\pi }}\;}}\approx 0.6643}$ 는 2 ln ${\textstyle \;{\sqrt {{\frac {\,2\ln 2\,}{\pi }}\;}}\approx 0.6643}$ 2 ${\textstyle \;{\sqrt {{\frac {\,2\ln 2\,}{\pi }}\;}}\approx 0.6643}$ 0. $6643 {\sqrt$ {\ $frac,2\$ pi} ${\ln$ }이라고 합니다.

일반적으로 간섭 길이는 광학계에 적용됩니다.

위의 표현은 자주 사용되는 근사치입니다.그러나 선원의 스펙트럼 폭 정의의 모호성으로 인해 다음과 같은 일관성 길이 정의가 제안되었다.

이 간섭 길이는 Michelson 간섭계를 사용하여 측정할 수 있으며, 자기 간섭 레이저 빔의 광로 길이 차이입니다. $\,{\frac {1}{\,e\,}}\approx 37\%\,$ 서 프린지 ^[3]가시성은 다음과 $\,{\frac {1}{\,e\,}}\approx 37\%\,$ 정의됩니다.1 e $\,{\frac {1}{\,e\,}}\approx 37\%\,$ 37 $\,{\frac {1}{\,e\,}}\approx 37\%\,$ % (\ $frac$ {1 $}$ {, $e,}}$ \ $frac$ {1} {, $e$ \ $\,{\frac {1}{\,e\,}}\approx 37\%\,$ 。

V=frac\;I_{\max}-I_{\min}\;}{I_{\max}+I_{\min}}}~,

$여기서$ 는 $프린지$ 강도를 나타냅니다 $.$

장거리 전송 시스템에서는 분산, 산란 및 회절과 같은 전파 인자에 의해 간섭 길이를 줄일 수 있다.

레이저

멀티 모드 헬륨 네온 레이저의 일반적인 간섭 길이는 20 cm이지만 싱글 모드 레이저의 간섭 길이는 100 m를 초과할 수 있습니다.반도체 레이저는 약 100m에 이르지만 작고 저렴한 반도체 레이저는 길이가 짧아 한 선원이^[4] 20cm라고 주장합니다.라인폭이 수 kHz인 싱글모드 파이버레이저는 100km를 넘는 일관성을 가질 수 있습니다.각 톱니의 선폭이 좁기 때문에 광주파수 빗을 사용해도 비슷한 길이의 일관성에 도달할 수 있다.0이 아닌 가시성은 캐비티 길이 거리 후 이 긴 코히렌스 길이까지 반복되는 짧은 펄스 간격에만 존재합니다.

기타 광원

Tolansky의 간섭계 입문에는 냉각되지 않은 저압 나트륨 램프의 각 나트륨 D 라인에 대해 약 0.052 앵스트롬의 선폭을 인용하는 선원에 대한 장이 있으며,^[5] 각 라인에 대해 약 67mm의 일관성 길이에 해당합니다.저압 나트륨 방전을 액체 질소 온도로 냉각하면 개별 D 라인의 간섭 길이가 6배로 증가합니다. 개별 D 라인을 분리하려면 매우 좁은 대역의 간섭 필터가 필요합니다.

「」를 참조해 주세요.

레퍼런스

^ ^a ^b Akcay, C.; Parrein, P.; Rolland, J.P. (2002). "Estimation of longitudinal resolution in optical coherence imaging". Applied Optics. 41 (25): 5256–5262. doi:10.1364/ao.41.005256. PMID 12211551. equation 8
^ ^a ^b Drexler, Fujimoto (2008). Optical Coherence Tomography. Springer Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-540-77549-2.
^ Ackermann, Gerhard K. (2007). Holography: A Practical Approach. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-40663-0.
^ "Sam's Laser FAQ - Diode Lasers". www.repairfaq.org. Retrieved 2017-02-06.
^ Tolansky, Samuel (1973). An Introduction to Interferometry. Longman. ISBN 9780582443334.

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[Akcay-1] Akcay, C.; Parrein, P.; Rolland, J.P. (2002). "Estimation of longitudinal resolution in optical coherence imaging". Applied Optics. 41 (25): 5256–5262. doi:10.1364/ao.41.005256. PMID 12211551. equation 8

[Drexler-2] Drexler, Fujimoto (2008). Optical Coherence Tomography. Springer Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-540-77549-2.

[3] Ackermann, Gerhard K. (2007). Holography: A Practical Approach. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-40663-0.

[4] "Sam's Laser FAQ - Diode Lasers". www.repairfaq.org. Retrieved 2017-02-06.

[5] Tolansky, Samuel (1973). An Introduction to Interferometry. Longman. ISBN 9780582443334.

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