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Kohärenzlänge
Aus Kefk.
Die Kohärenzlänge ist der maximale Weglängenunterschied, den zwei Lichtstrahlen, die derselben Quelle entstammen, haben dürfen, damit bei ihrer Überlagerung noch ein Interferenzmuster entsteht. Die Kohärenzlänge kann entweder in einem Längenmaß ausgedrückt werden, dann bezeichnet sie den Gangunterschied der beiden Teilstrahlen, oder als Zeit, dann ist die Laufzeitdifferenz der beiden Strahlen gemeint.
Lichtquellen mit einer großen bis sehr großen Kohärenzlänge (einige Millimeter bis viele Kilometer) sind beispielsweise Laser. Weißes Licht wie Sonnenlicht hat generell eine sehr kurze Kohärenzlänge von nur wenigen Mikrometern. Die maximale Kohärenzlänge thermischer Lichtquellen liegt bei rund 500 Millimeter, was aber nur mit speziellen Isotopenlampen zu erreichen ist.
Grundlagen
Die Abbildung rechts zeigt den Effekt der Kohärenzlänge auf ein Interferenzsignal. Kurve (3) ist die Intensität des Interferenzsignals in Abhängigkeit vom Weglängenunterschied. Die Kohärenzlänge ist in dieser Darstellung die Breite der Einhüllenden Kurve (1) bei halber Amplitude.
Der Zusammenhang zwischen Kohärenzlänge lc und Kohärenzzeit tc ist durch folgende Gleichung gegeben:
Dabei ist c0 die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und n die Brechzahl des umgebenden Mediums.
Anwendungen
Sowohl große als auch kleine Kohärenzlängen finden in unterschiedlichen optischen Messverfahren Anwendung. Große Kohärenzlängen werden in Laserinterferometern eingesetzt, die besonderen Eigenschaften einer kleinen Kohärenzlänge werden im Weißlichtinterferometer ausgenutzt.
