Wikipedia gibt an, dass die räumliche Kohärenz in Lasern es ermöglicht, sie auf einen engen Punkt zu fokussieren, und dass ein Laserstrahl auch über große Entfernungen schmal bleibt. Über zeitlich kohärente Laser heißt es, dass zeitliche Kohärenz es ihnen ermöglicht, Licht mit einem sehr schmalen Spektrum zu emittieren. Ich weiß, was zeitliche und räumliche Kohärenz ist, aber ich verstehe nicht, wie der von ihnen gebildete Laser unterschiedliche Eigenschaften hat. Was ist die zugrunde liegende Physik der Eigenschaften, die die oben genannten zwei Lasertypen zeigen?
Ihre Frage ist im Moment nicht sehr klar, also lassen Sie mich einige praktische Ideen geben.
Räumliche Kohärenz bedeutet, dass alle Teile des Laserstrahls alle die gleiche Phase haben. Wenn Sie diesen Laser fokussieren möchten (z. B. mit einer Linse), ist das Licht in der Nähe des Fokus eine Kombination aller Teile des anfänglichen Strahls, die konstruktiv hinzugefügt werden. Wenn ein Teil phasenverschoben ist, kann er destruktiv beitragen. Andererseits ist das Licht, das weit vom Fokus entfernt ist, auch eine Kombination, aber die Beiträge verschiedener Teile addieren sich destruktiv. Wenn ein Abschnitt phasenverschoben ist, kann er konstruktiv beitragen. Wenn ein Teil phasenverschoben ist, trägt er folglich nicht zur Fokussierung bei, kann aber nach außen beitragen => er zerstört die Qualität der Fokussierung.
Zeitliche Kohärenz bedeutet, dass der Laser im Vergleich zu der Phase, die er vor einiger Zeit hatte, in Phase bleibt. Wenn sich die Phase langsam verschiebt, bedeutet dies, dass die Schwingungen der Welle irgendwann etwas länger oder kürzer geworden sind. Mit anderen Worten, auch die Lichtwellenlänge verschiebt sich langsam. Das heißt, das Spektrum des Lasers setzt sich nicht nur aus einer Wellenlänge zusammen, sondern aus einem Haufen leicht unterschiedlicher Wellenlängen.
Die zeitliche Kohärenz ist ein Maß für die Korrelation der Phase der Lichtwelle an verschiedenen Punkten entlang der Ausbreitungsrichtung. Sie sagt uns, wie monochromatisch eine Quelle ist
Räumliche Kohärenz ist der Lichtstrahl speziell eines Lasers an einem engen Punkt und ermöglicht es einem Laserstrahl auch, über eine große Entfernung schmal zu bleiben.
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