Llum coherent

De Viquipèdia

La llum coherent és la llum que es regeix pel principi de la coherència. Es diu que dos punts d'una ona són coherents quan guarden una relació de fase constant, és a dir, quan conegut el valor instantani del camp elèctric en un dels punts, és possible predir el de l'altre. Existeixen dues manifestacions clarament diferenciades de coherència: la coherència temporal i la coherència espacial.

[edita] Coherència temporal

La coherència temporal està relacionada amb la correlació de la fase de l'ona en un determinat punt assolit per la mateixa en dos instants de temps diferents. Si considerem el camp elèctric en un punt P en dos instants distints t i t + T es defineix el temps de coherència com el màxim valor de T perquè la diferència de fase entre el camp en ambdós punts romangui predictible.

La coherència temporal es pot amidar amb un interferòmetre de Michelson, en el qual es fa interferir els dos feixos que s'obtenen del feix de referència mitjançant una làmina divisora. L'elevat índex de coherència temporal dels làsers és explotat en diverses aplicacions com mesures de distàncies, velocitats, vibracions, etc.

[edita] Coherencia espacial

la coherència espacial fa referència a una relació de fase definida entre punts distints d'una secció transversal d'un feix lluminós. Per a il·lustrar aquest concepte considerem dos punts p1 i p2 que es troben en la mateixa secció transversal del feix (superfície perpendicular a la direcció de propagació), i considerem també I1(t) i I2(t) els camps elèctrics en ambdós punts. Si la diferència de fase entre els camps roman constant en qualsevol instant t > 0 es diu que entre ambdós punts hi ha una coherència espacial perfecta.

En general, per a un determinat punt P1, els punts P2, per als quals es compleix la condició de coherència espacial, pertanyen a una àrea limitada al voltant de P1 anomenada àrea de coherència, i es diu que el feix presenta coherència espacial parcial. Per a les fonts lluminoses convencionals l'àrea de coherència és de l'ordre de 0,0001 mm2, mentre que per a un làser és de l'ordre de 1 mm2. La forma de detectar la coherència espacial en un feix lluminós és mitjançant l'experiment de Young.