Пространственная и временная когерентность в лазере

Википедия утверждает, что пространственная когерентность в лазерах позволяет им фокусироваться в узком месте, а также позволяет лазерному лучу оставаться узким на больших расстояниях. О временных когерентных лазерах говорится, что временная когерентность позволяет им излучать свет с очень узким спектром. Я знаю, что такое временная и пространственная когерентность, но я не понимаю, как образованный ими лазер имеет разные свойства. Что лежит в основе физических характеристик двух упомянутых выше типов лазеров?

Ваш вопрос - не ясен. Вы спрашиваете, какие механизмы необходимы в лазерной конструкции для достижения пространственной и временной когерентности?

Ответы (2)

Ваш вопрос пока не очень ясен, поэтому позвольте мне дать несколько практических идей.

  • Пространственная когерентность означает, что все части лазерного луча имеют одинаковую фазу. Когда вы хотите сфокусировать этот лазер (например, с помощью линзы), свет, близкий к фокусу, представляет собой комбинацию всех частей исходного луча, добавленных конструктивно. Если одна часть находится не в фазе, это может внести деструктивный вклад. С другой стороны, свет вдали от фокуса тоже является комбинацией, но вклады разных частей складываются разрушительно. Если одна часть находится не в фазе, она может внести конструктивный вклад. Как следствие, когда участок находится не в фазе, он не будет вносить вклад в фокус, но может вносить вклад снаружи => это ухудшает качество фокусировки.

  • Временная когерентность означает, что лазер остается в фазе по сравнению с фазой, которая была некоторое время назад. Если фаза медленно смещается, это означает, что колебания волны в какой-то момент стали немного длиннее или короче. Другими словами, длина волны света также медленно смещается. Это означает, что спектр лазера состоит не из одной длины волны, а из набора немного отличающихся друг от друга длин волн.

временная когерентность — это мера корреляции фазы световой волны в разных точках по направлению распространения. Она говорит нам, насколько монохроматичен источник.

Пространственная когерентность - это луч света, особенно лазерный, в узком месте, а также позволяет лазерному лучу оставаться узким на большом расстоянии.