空间相干性
光波在横向波面上的相位关联特性
空间相干性描述光波传播过程中,垂直于传播方向的波面上各点光振动的相位关系,反映光场中不同空间点在同一时刻的关联程度。其物理量通常用相干面积描述相干区域范围,相干面积越大表明空间相干性越高。
定义与物理本质
空间相干性表征光场中垂直于传播方向的平面上任意两点光振动之间的相位相关性。当两点间距小于相干长度时,可观测到稳定干涉条纹。其物理本质源于扩展光源各发光点的独立性:光源线度越大,空间相干性越低。数学上通过互相干函数Γ(r1,r2,t)描述两点间的统计关联,归一化后得到复相干度模值作为量化依据。
关键物理量
相干面积是表征空间相干性的核心参数,定义为可产生干涉效应的最大区域面积。对于扩展光源,相干面积Ac=λr/(ΔxΔy),其中Δx、Δy为光源线度,r为观测距离。横向相干长度则描述相干区域的最大线度,大气湍流中该参数随传输距离和天顶角呈现非线性变化。激光器输出的基横模光束具有最大相干面积,多模输出时相干性降低。
影响因素
测量方法
典型应用
最新修订时间:2025-11-27 09:06
目录
概述
定义与物理本质
关键物理量
参考资料