小伙伴们大家好,我们知道在考研中光学考的最多的是波动光学,在波动光学中光场的相干性是理解波动光学种种现象的基础,光场的相干性也是描述也是复试提问的重点。
相干性是指空间任意两点光振动之间相互关联的程度。空间相干性(横向相干性)是来自光源不同点同一时刻发出的光波间的相干性。时间相干性(纵向相干性)是指光源同一点在不同时刻发出的光波间的相干性。
一个光源的空间相干性和时间相干性的优劣,微观上是由其发光机制决定,宏观上则由其空间发光面积和单色性决定。发光面积越小,光源的空间相干性就越好;单色性越高,则光源的时间相干性越好。
光源的时间相干性,可用谱线宽度和最大光程差来表示,也可用相干长度和相干时间来表示(相干时间是指原子的平均发光时间间隔;相干长度是在相干时间内光走过的路程),它们是从不同的方面来描述光源的时间相干性,相互有一定的联系。
要谈相干性首先得明白什么是相干光。相干光其实就是两束光叠加形成的光,当然这么说有点太宽泛了,讨论相干时需要排除掉偏振问题(振动方向不同)以及光拍问题(频率不同)——也就是说要保证两束光的频率、振动方向都相同。对于干涉问题最重要的研究是两束光的相位差,因为对于两束正弦振动的光束来说,它的光强度满足:
,
即相干光强分布完全由相位差δ决定。而相位差δ应当满足:
,
即两束光真空下的波数k0和光程差 D 相乘。实际的相干光会考虑扩展光源和非单色光的问题,自然地,这里对比度K应该是描述这种误差的函数。在讨论具体的表达式之前,可以注意到,扩展光源的线度(即长度)或者面积/体积是“几何空间”上的影响因素,即“空间相干性”;非单色光可以考虑成频率上有一定宽度,即 Δν 。而频率量纲为1/s,是一个“与时间有关”的量纲,即“时间相干性”——当然这里是便于理解,从而人为地对概念上进行调整,事实上非单色光也可以利用波长描述Δλ甚至波数Δk描述,这种描述只是通过真空中光速c进行了一个量纲上的变换,无本质区别。
光场的相干性还有好多难点,不知道小伙伴们想不想继续听我解说呢,要是想看的话小伙伴可以来海文神龙考研APP,它上面不仅仅是有一些考研内容,而是有一个非常全面的初试复试全程规划,初试给你一个完美的复试计划,复试会进行政策与形势的全面分析,然后对你进行复试综合能力的测试并根据你的结果为你进行深度指导,讲述更多的答辩技巧,以及英语听力和口语的全题型解析,还有一个特色就是科研潜质的测试解析,可以在面试时帮助你在老师面前更多的展现你的个人能力,你要知道研究生导师最看重的可就是你的科研能力了,当然,复试的重要资料准备和硕士点预热沟通都包含在内,甚至还有复试形象与关键行为的优化指导,真是从未见过这么面面俱到的复试全程规划了,不想在复试被刷就赶快加入吧,助你考研最后一步成功上岸。