Методические указания к лабораторным работам по курсу "Основы физики лазеров". Летута С.Н. - 63 стр.

гантского импульса излучения в одномодовом лазере τимп = 10-8 с, то ∆νген ≈ 100
МГц.
       Для случая многомодового режима, монохроматичность связана с числом
генерируемых мод. Ширина линии излучения в этом случае часто оказывается
порядка мегагерц.
       Если бы свет содержал излучение одной-единственной частоты, то соот-
ветствующая спектральная линия была бы бесконечно узкой (∆ν = 0) и такой
свет был бы абсолютно монохроматическим. Как видно, даже одномодовый ла-
зер, генерирующий излучение с наивысшей степенью монохроматичности, дос-
тигнутой на сегодняшний день, далек от идеального.
                               4.2 Когерентность
      Для любой электромагнитной волны можно определить два независимых
понятия когерентности, а именно, пространственную и временную.
      а) Пространственная когерентность. Рассмотрим две точки P1 и Р2 вы-
бранные с таким условием, что в момент времени to через них проходит волно-
вой фронт некоторой электромагнитной волны, и пусть E1 (t) и Е2 (t) - напря-
женности электрических полей в этих точках. Согласно нашему условию, в мо-
мент времени to разность фаз электрических полей в данных точках равна нулю.
Если эта разность фаз остается равной нулю в любой момент времени t, то го-
ворят, что между двумя точками имеется полная когерентность. Если такое ус-
ловие выполняется для любых пар точек волнового фронта, то данная волна ха-
рактеризуется полной пространственной когерентностью. Практически для
любой точки P1, если имеется достаточная корреляция фаз, точка Р2 должна
располагаться внутри некоторой конечной области S, включающей точку P1. В
этом случае волна характеризуется частичной пространственной когерентно-
стью, причем для любой точки Р можно соответственно определить область
когерентности S(P).
      б) Временная когерентность. Рассмотрим теперь электрическое поле
волны в данной точке Р в моменты времени t и (t + τ). Если для данного интер-
вала времени τ разность фаз колебаний поля остается одной и той же в любой
момент времени t, то говорят, что существует временная когерентность на ин-
тервале времени τ. Если такое условие выполняется для любого значения τ, то
волна характеризуется полной временной когерентностью. Если же это имеет
место лишь для определенного интервала времени τ, такого что 0 < τ < τ0, то
волна характеризуется частичной временной когерентностью с временем ко-
герентности τ0. На рисунке 4.1, в качестве примера показана электромагнитная
волна, с временем когерентности τ0, которая имеет вид синусоидального элек-
трического поля со скачкообразным изменением фазы через интервал времени
τ0 .
Как видно, представление о временной когерентности непосредственно связано
с монохроматичностью. Электромагнитная волна с временем когерентности,
равным


                                                                            13