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レーザーコヒーレンス

1960
実験室に設置された光学部品によるレーザーコヒーレンス実験のセットアップ。.

(画像はイメージです)

コヒーレンスはレーザー光の重要な特性であり、空間的または時間的に異なる点における電磁場の相関関係を表します。時間的コヒーレンスは光の単色性(狭いスペクトル幅)に関係し、空間的コヒーレンスは光の指向性と狭いスポットへの集束能力に関係します。この高い秩序性が、レーザーを従来の光源と区別する特徴です。

The coherence of laser light arises directly from the process of stimulated emission. Since each stimulated photon is an exact replica of the incident photon in phase, frequency, and direction, a cascade of such events produces a large number of photons that are all in phase with one another. This phase relationship is maintained as the light oscillates within the optical resonator, which further filters and reinforces a single coherent mode.

Temporal coherence is a measure of the phase correlation of a wave with itself at different points in time. It is quantified by the coherence time, [latex]tau_c[/latex], the time over which the phase remains predictable. This is inversely related to the spectral bandwidth, [latex]Deltau[/latex], of the light ([latex]tau_c approx 1/Deltau[/latex]). Lasers have very narrow bandwidths, leading to long coherence times and coherence lengths ([latex]L_c = ctau_c[/latex]), which can be many meters. This allows for interference effects over large path differences, crucial for holography and interferometry.

空間コヒーレンスとは、同じ瞬間における波面上の異なる点間の位相相関を表すものです。空間コヒーレンスの高いレーザービームは波面位相が均一であるため、発散を最小限に抑えながら長距離を伝搬でき(高い指向性)、回折限界に近いスポットに集光することが可能です。この特性は、レーザー切断、溶接、長距離通信などの用途において不可欠です。

UNESCO Nomenclature: 2210
光学

タイプ

物理的資産

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • トーマス・ヤングによる干渉を実証した二重スリット実験
  • マイケルソン干渉計
  • 古典的一貫性に関するファン チッタート – ゼルニケの定理
  • レーザー自体の開発

アプリケーション

  • ホログラフィー
  • 干渉法
  • 光ファイバー通信
  • ライダー
  • 原子のレーザー冷却
  • コヒーレント光トモグラフィー

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

レーザーコヒーレンス

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1960-05-16
1962
1963
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1961
1962
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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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