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コヒーレントとは

コヒーレントとは

コヒーレンスとは“干渉”するという波の持つ性質の一つです。日本語では“可干渉性”と言います。

波について

波とは振動がとなりからとなりへ伝わっていく現象を示します。
重要なパラメータとして、波長、振幅、周波数、位相などがあります。(図1)

波とは

 

干渉について

波と波が重なり合う時、打消し合ったり、強め合ったりします。
これを干渉といいます。時間的、空間的に位相、振幅に一定の関係がある場合、波は合成され、一定の強度の合成波を 得ます。
この波は、干渉縞を確認することが出来ます。

もし、二つの波が位相、振幅共にランダムに変更する場合、合成する波もランダムになるため、干渉縞は得られません。
干渉縞を作ることが出来る場合、それらの波はコヒーレントであると形容されます。

逆に干渉縞を作らない場合はインコヒーレントと形容されます。(図2)

干渉とは

 コヒーレントについて

光は波としての性質があるため、干渉を起こします。レー ザは、位相の揃った光を放出するという特徴を持っています。
この特徴から、レーザ光はコヒーレンスの高い、またはコヒーレンス光と表現されます。図3はレーザ光をスリット使い、
干渉縞を作り出している模様です。

スクリーン上の1点までの距離(光路長)はスリットの位置によって異なってきます。
光の波長の整数倍の時は、強め合って明るく、波長の半分だけ違う点では波は打ち消し合って暗くスクリーン上に現れます。
しかし、レーザのような光源でも2つの光線の光路長が大きくなっていくと、次第に干渉縞がはっきりしなくなっていきま
す。この理由はレーザも時間によって位相がずれてくるからです。

これを時間的コヒーレンスといい、レーザジャイロのように干渉計の応用には重要な値となります。

干渉縞

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