
【化】 spatial coherence
airspace; interspace; space; vacuum; void
【化】 space
【醫】 keno-; space
be concerned with
空間相幹性是波動光學中的核心概念,指光波場在空間不同位置振動相位差保持穩定的特性。該術語對應英文"spatial coherence",源于拉丁語"cohaerentia"(相互連接),描述波前兩點間相位關系的可預測性。當兩點間的相位差在觀測時間内恒定,稱為完全空間相幹;若隨機變化則表現為非相幹狀态。
根據《漢英綜合物理學詞彙》(科學出版社,2012)的定義,空間相幹性直接決定光學系統的分辨率極限,其數學表達式可表示為: $$ gamma_{12}(tau) = frac{langle E_1(t)E_2^*(t+tau) rangle}{sqrt{I_1 I_2}} $$ 其中$E_1$、$E2$為空間兩點電場強度,$I$為光強,角括號表示時間平均。相幹度$gamma{12}$取值0到1,量化相幹程度。
該現象在激光幹涉測量、天文望遠鏡成像等領域具有關鍵應用。中國光學學會術語數據庫指出,楊氏雙縫實驗中條紋可見度即為空間相幹性的直觀體現,當光源尺寸滿足$d < lambda L/s$條件時($d$光源尺寸,$L$光源到孔徑距離,$s$孔徑間距),才能觀察到清晰幹涉條紋。
參考資料:
空間相幹性是光學中描述光波場橫向相位關聯特性的重要概念,具體解釋如下:
空間相幹性指同一時刻光場中不同空間點的相位關聯程度。它反映垂直于傳播方向的波面上各點能否保持穩定的相位差,從而形成幹涉現象。例如,擴展光源上不同位置發出的光因相位隨機變化會導緻相幹性降低。
特性 | 空間相幹性 | 時間相幹性 |
---|---|---|
關聯維度 | 橫向空間分布(同一時刻) | 縱向傳播時間(同一點不同時刻) |
主要影響因素 | 光源尺寸/橫向間距 | 光譜線寬/傳播時間差 |
描述參數 | 相幹面積 | 相幹長度 |
激光因具有高空間相幹性,其同一橫模内的光子相位高度一緻,可實現遠距離幹涉測量。而普通光源(如白熾燈)因擴展光源特性,空間相幹性較低,需通過狹縫濾波提升相幹性。
提示:如需進一步了解時間相幹性或其他光學特性,可參考搜索來源中的、3、7等資料。
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