Coherence - ny ... fahazavana miraikitra onjan-dranomasina. ara-nofo coherence

Diniho ahevaheva propagating eny amin'ny habakabaka. Coherence - ny ohatry ny fifandraisany eo amin'ny ny dingana, refesina amin'ny hevitra samihafa. Coherence onja dia miankina amin'ny toetra mampiavaka ny ny loharanom-baovao.

Roa karazana coherence

Ndeha isika handinika ohatra tsotra. Sary an-tsaina roa float, eny, nifoha ary lavo tamin'ny rano ambonin'ny. Mihevitra fa ny onja no hany loharano tapa-kazo izay harmonically aroboka, ary nesorina tamin'ny fandikana ny rano tony ny rano ambonin'ny ivelany. Noho izany misy tonga lafatra ny fifandraisany eo amin'ny fihetsiky ny roa mitsingevana. Izy ireo Tsy afaka mihetsika miakatra sy midina eo amin'ny dingana indrindra, rehefa miakatra ny iray, ny iray kosa teo, fa ny dingana eo amin'ny toerana maha samy hafa ny roa mitsingevana dia ara-potoana foana. Harmonically oscillating hevitra tanteraka loharanom mamokatra maharesy lahatra onja.

Rehefa nilaza ny coherence ny mazava onja, manavaka ny karazany roa - maka sary sy ara-nofo.

Coherence dia manondro mazava ny fahafahan'ny hamokatra ny fitsabahan'ny modely. Raha fahazavana roa onja dia hiangona, ary tsy mamorona faritra nitombo sy nihena famirapiratry ny mazava, izy ireo no antsoina hoe tsy mazava. Raha hamokarana "tonga lafatra" fitsabahan'ny lamina (amin'ny heviny ny fitsabahana manimba tanteraka ny faritra), maharesy lahatra tanteraka izy ireo. Raha roa onja mamorona "latsaka ny tonga lafatra" sary, dia heverina fa zava-maharesy lahatra amin'ny ampahany.

Michelson interferometer

Coherence - ny toe-javatra izay no tsara indrindra nanazava ny fanandramana.

Ao Michelson interferometer ny mazava sy ny loharano S (izay mety ho na dia iray akory: ny masoandro, kintana, na tamin'ny laser) no nitarika teo amin'ny semitransparent fitaratra M _0, izay maneho ny 50% ny ny mazava mankany amin'ny fitaratra M ₁ sy mampita 50% mankany amin'ny fitaratra M _2. Ny andry dia hita taratra avy isaky ny fitaratra niverina tany M _0, sy izay mety ampahany mazava hita taratra avy ao amin'ny M _{ny 1} sy M _{2 no} mitambatra sy Naseho teo amin'ny efijery B. Ny fitaovana azo voaendrika amin'ny alalan'ny fanovàna ny lavitra avy amin'ny fitaratra M ₁ ho ny andry splitter.

Michelson interferometer miharoharo indrindra ny andry eo amin'ny fotoana-nahemotra dikan-ny. Ny fahazavana izay mandalo eny an-dalana ho any amin'ny fitaratra M ₁ tsy maintsy handeha ny elanelana eo amin'ny 2D mihoatra noho ny andry izay manosika ny fitaratra M _2.

Ny lavany sy ny fotoana coherence

Inona no nahita teo amin'ny efijery? Rehefa e = 0 Hita maro ny fitsabahan'ny mazava tsara somotraviaviny. D Rehefa mitombo, lasa ny miaramila iray toko tsy nanambara ny: ny faritra maizina ho mamirapiratra, ary ny mazava - dimmer. Farany, noho ny lehibe e, indrindra ny fanakianana sasany ilaina ny D, ny mazava sy ny maizina vava vola aminy, hanjavona tanteraka, namela fotsiny nanjavozavo ny zavatra nosoratany.

Mazava ho azy, ny fahazavana an-tsaha dia tsy afaka hanelingelina ny fotoana dikan-nahemotra ho azy rehefa ela ny fotoana dia malalaka. Distance 2D - dia ny coherence halavan'ny: vokatry ny fitsabahan'ny raha tsy voamarika ny maha samy hafa an-dalana tsy lavitra noho izany. Zavatra sanda mety hiova fo mandritra T _{amin 'ny} antokony araka ny hafainganam-pandehan'ny hazavana C: T _C = 2D / c.

Michelson andrana mandrefy ny ara-nofo ny mazava coherence ny onja: ny afaka hisakana ny tara dika ho azy. A tsara voahozongozona tamin'ny laser T _C = 10 ^-4 s, _l'C = 30 km; hazavana avy hafanana voasivana T _C = 10 ^-8, _l'C = 3 m.

Coherence sy ny fotoana

Ara-nofo coherence - ny ohatry ny fifandraisany eo amin'ny dingana ny mazava onja amin'ny hevitra maro samihafa teny an-fanapariahana tari-dalana.

Handray loharanom-baovao Mamoaka ny halavan'ny onjam-λ sy λ ± Δλ, izay amin'ny fotoana iray amin'ny toerana dia hisakana teny lavidavitra _l'C = λ ² / (2πΔλ). Aiza L _C - halavan'ny coherence.

Ny dingana ahevaheva X propagating ao amin'ny lalana dia voafaritra ho ampy = Prot - ωt. Raha mandinika Figure onja eny amin'ny habakabaka amin'ny TIME T teny lavidavitra teny L _C, ny dingana maha samy hafa ny roa onja vectors K ₁ sy K _2, izay any dingana amin'ny x = 0 dia mitovy Δφ = L _C (l ₁ - K _2). Rehefa Δφ = 1, na Δφ ~ 60 °, ny mazava dia tsy maharesy lahatra. Fitsabahan'ny sy ny diffraction hisy fiantraikany lehibe eo amin'ny kosa.

Noho izany:

• 1 = L _{d (1} K - K _{2) = l'C (2π / λ} - 2π / (λ + Δλ));
• _{L C (λ + Δλ - λ} ) / (λ (λ + Δλ)) d ~ l'Δλ / λ ² = 1 / 2π;
• _l'C = λ ² / (2πΔλ).

Ny onja mandalo amin'ny toerana malalaka amin'ny velocity c.

Ny fotoana coherence T _{C C} = L / s. Koa satria λf = d, dia Δf / F = Δω / ω = Δλ / λ. Afaka manoratra

• _l'C = λ ² / (2πΔλ) = λf / ( 2πΔf) = d / Δω;
• T _d = 1 / Δω.

Raha misy fantatra halavan'ny onjam na matetika ny fampielezana ny loharano mazava, azo atao ny kajy L sy ny T _{d c.} Tsy azo hitandrina ny fitsabahana lamina azo avy nampisaraka ny amplitude, toy ny fitsabahana manify sarimihetsika, raha ny lalana Optical maha samy hafa be dia lehibe noho _l'c.

Ara-nofo coherence boky milaza Black.

Coherence sy ny habaka

Maka sary coherence - ny ohatry ny fifandraisany eo amin'ny dingana ny mazava onja amin'ny hevitra samihafa transverse ny tari-dalana ny fanapariahana.

Rehefa lavitra L avy amin'ny monochromatic mafana (Linear) loharano izay lafiny Linear ny filaharan'ny δ, roa slots hita teny lavidavitra lehibe noho D _C = 0,16λL / δ, tsy fantatra intsony ny fitsabahan'ny mamokatra modely. πd _d ^2/4 dia ny faritra ny coherence loharano.

Raha amin'ny fotoana t mahita ny loharanom-sakany δ, toe perpendicular lavitra L avy amin'ny varavarana lamba, ny varavarana lamba dia afaka mahita ny isa roa (P1 sy P2), ary sarahan'ny lavitra e. Ny saha herinaratra ao amin'ny P1 sy P2 maneho ny superposition ny herinaratra saha ny onja avoakan'ny rehetra hevitra ny loharano, ny taratra izay tsy mifandray amin'izy samy izy. To herinaratra onja Fivoahan'ny P1 sy P2, famoronana ny fitsabahana fantatra endrika amin'ny superposition P1 sy P2 tokony ho amin'ny dingana.

coherence toe-

Light onja erỳ ry zareo noho ny roa lela ny loharanom-baovao amin'ny fotoana iray ny fotoana T manana dingana iray mitovy mivantana eo afovoany eo amin'ny hevitra roa. Ny andry avy any ankavia sisin'ny δ ny hevitra P2 mba handeha eo e (sinθ) / 2 lavitra kokoa noho ny andry hizotra ho any amin'ny foibe. Ny leha ny ny andry avy any amin'ny sisiny ankavanana ny δ mba milaza P2, mandalo amin'ny lalana D (sinθ) / 2 latsaka. Ny fahasamihafana eo amin'ny elanelana nandeha nandritra ny roa rairainy dia e · sinθ sy maneho ny dingana samy hafa Δf '= 2πd · sinθ / λ. Fa ny lavitra avy any P1 ho P2 teny an-anoloan'ny ahevaheva, dia mahazo Δφ = 2Δφ '= 4πd · sinθ / λ. Ny onja avoakan'ny ny roa lela ny loharanom-baovao, dia ao amin'ny dingana amin'ny P1 amin'ny TIME T sy any ivelan 'dingana any amin'ny faritra 4πdsinθ / λ in P2. Koa satria sinθ ~ δ / (2L), dia Δφ = 2πdδ / (Lλ). Rehefa Δφ = Δφ ~ 1 na 60 °, ny fahazavana intsony heverina maharesy lahatra.

Δφ = 1 -> D = Lλ / (2πδ) = 0,16 Lλ / δ.

Ny maka sary coherence ny hoe dingana wavefront homogeneity.

Incandescent jiro dia ohatra ny hazavana tsy mazava loharano.

Fahazavana maharesy lahatra dia azo alaina any amin'ny loharanon'ny tsy mazava taratra, raha hanary ny ankamaroan'ireo taratra. Ny voalohany dia nanao sivana maka sary mba hampitombo ny maka sary coherence, ary avy eo dia spectral fanivanana ho an'ny lehibe kokoa ara-nofo coherence.

Fourier series

Sinusoidal fiaramanidina onja maharesy lahatra tanteraka amin'ny toerana sy ny fotoana, ary ny lavany ny fotoana sy ny faritra coherence tsy misy farany. Tena rehetra dia onja onja pulses maharitra mandritra ny fotoana voafetra elanelam-potoana io, ary manana perpendicular farany ny tari-dalana ny fampielezana. Kajy, izy ireo dia nofaritan'i potoana ny asany. Mba hahitana ny peo eo amin'ny onja sy ny pulses mamaritra ny halavan'ny coherence Δω tsy tokony handinika-potoana asany.

Araka ny fanadihadiana Fourier, ny jadona onja potoana azo heverina ho toy ny superposition ny Sine onja. Fourier sy voafintina dia midika fa superposition ny plurality ny sinusoidal onja mamela ny hahazo ny jadona waveform potoana.

Communication antontan'isa

Coherence teorian'ny dia azo heverina ho toy ny fifandraisana fizika sy ny taranja hafa, satria izany no vokatry ny fiombonana avy amin'ny herinaratra teoria sy antontan'isa, ary koa ny antontan'isa haihetsika ny sendika ny antontan'isa Mechanics. Ny kevitra dia ampiasaina ho refesina ireo toetra sy ny vokatry ny kisendrasendra fiovaovan'ny ny fitondran-tena mazava saha.

Matetika dia sarotra ny handrefy fiovaovan'ny ny onja mivantana an-tsaha. Tsirairay "soa sy ny ratsy" hazavana hita maso dia tsy azo hita mivantana, na amin'ny fitaovana be pitsiny: matetika dia eo ho eo ny ¹⁵ Oktobra oscillations isan-tsegondra. Afaka mandrefy ny eo ho eo ny ihany.

Fampiharana ny coherence

Connection fizika sy ny taranja hafa ho ohatra ny coherence azo zohina amin'ny maro ny fampiharana. Amin'ny ampahany tsy dia maharesy lahatra saha dia voakasiky ny rivotra misafotofoto, izay mahatonga azy ireo ho tamin'ny laser ilaina ny fifandraisana. Ampiasaina ihany koa izy ireo eo amin'ny fianarana ny tamin'ny laser-mianatra Fusion fanehoan-kevitra: ny fampihenana ny fitsabahana vokatry mitondra ny "mitovy tantana" ny hetsika ny sakamandimby eo amin'ny niokleary kendrena. Coherence ampiasaina indrindra mba hamaritana ny habe sy ny fanomezana ny kintana mimari-droa rafitra.

Coherence ny fahazavana onja tena ilaina eo amin'ny fianarana ny atsangana hitondra sy klasika saha. Tamin'ny 2005, Roy J. Glauber lasa iray amin'ireo mpandresy ny loka Nobel tamin'ny Fizika noho ny fandraisana anjara ho atsangana hitondra teoria ny Optical coherence.