深圳大学电子科学与技术学院：《激光原理 Principle of Laser》课程教学资源（PPT课件）第一章 激光的基本原理 第一部分 激光的物理基础

深圳大学电子科学与技术学院 、光子的相干性 ·光的相干性(在不同的空间点上、在不同时 刻的光波场的某些特性的相关性。光场的相 干函数来度量) 如果在空间体积V内各点的光波场都具有明 正的相干性,则V称为相干体积。 V=ALa,4-相干面积,L-相干长度 相干时间τ是光沿传播方向通过相干长度L 所需的时间。L=cz

深圳大学电子科学与技术学院 三、光子的相干性 • 光的相干性（在不同的空间点上、在不同时 刻的光波场的某些特性的相关性。光场的相 干函数来度量） • 如果在空间体积Vc内各点的光波场都具有明 显的相干性，则Vc称为相干体积。 • Vc=AcLc，Ac --相干面积，Lc --相干长度 • 相干时间c是光沿传播方向通过相干长度Lc 所需的时间。 Lc =cc

深圳大学电子科学与技术学院 普通光源发光,是大量独立振子(例如发光原 子)的自发辐射。每个振子发出的光波是由持 续一段时间Δ或在空间占有长度cM的波列组成 w ww w Mw 对波列进 频谱分析 △t≈ 频率

深圳大学电子科学与技术学院 普通光源发光，是大量独立振子（例如发光原 子）的自发辐射。每个振子发出的光波是由持 续一段时间t或在空间占有长度ct的波列组成 对波列进行 频谱分析 1 t    

深圳大学电子科学与技术学院 另外:光波的相干长度就是光波的波列的长 度(物理光学知识) △t≈ △v △v:光源频带宽度 L=cAt}→z= △t:波列持续时间 △ L=CLC 结论:光源单色性越好,则相干时间越长

深圳大学电子科学与技术学院 另外：光波的相干长度就是光波的波列的长 度（物理光学知识） 1 1 c c c c t L c t L c           =   =    =   : 光源频带宽度 t: 波列持续时间 结论：光源单色性越好，则相干时间越长

深圳大学电子科学与技术学院 空间性方面 △e 物理光学 杨氏双缝干涉 由线度为Ax的光源A照明的S1和S两点的光波 场具有明显空间相干性的条件为AxL2≤x R 用Δ表示两缝间距对光源的张角,则光源面积 2 (△x)2≤ △b

深圳大学电子科学与技术学院 物理光学 杨氏双缝干涉 由线度为x的光源A照明的S1和S2两点的光波 场具有明显空间相干性的条件为 用表示两缝间距对光源的张角，则光源面积 x xL R    2 2 ( ) x            空间性方面：

深圳大学电子科学与技术学院 如果要求传播方向限于张角A0之内的光波是 相干的,则光源的面积必须小于(/AO)2。或 者说,只有从面积小于AO)的光源面上发 出的光波才能保证张角在△之内的双缝具有 相干性。 光源的相干体积为v=(2c △6)△v △v(△) 如果要求传播方向限于张角Δ0之内并具有频 带宽度△v的光波相干,则光源应局限在空间 体积V之内

深圳大学电子科学与技术学院 • 如果要求传播方向限于张角之内的光波是 相干的，则光源的面积必须小于(/) 2 。或 者说，只有从面积小于(/) 2的光源面上发 出的光波才能保证张角在之内的双缝具有 相干性。 • 光源的相干体积为 • 如果要求传播方向限于张角之内并具有频 带宽度的光波相干，则光源应局限在空间 体积Vcs之内。 2 3 2 2 ( ) cs c c V         = =        