2.2. Интерференционный анализ временной когерентности

а. Монохроматический свет (одночастотный источник)

Рассмотрим любой обычный двухлучевой интерферометр. Это может быть зеркало Ллойла. изобпаженное на рис. 2. или интерферометр Майкельсона — Тваймана — Грина, показанный на рис. 3.

Рис. 3. Интерферометр Майкельсона — Тваймана-Грина с фотоэлектрическим детектором.

Пусть одно из зеркал, движется поступательно в направлении с постоянной скоростью. Тогда ток фотодетектора при

конечном запаздывании и заданной частоте равен

где Вид кривой тока показан на рис. 4. В реальном интерферометре оптическая разность хода равна разность фаз время запаздывания где с — скорость света в вакууме, показатель преломления.

Рис. 4. Сигнал интерференции для одночастотного излучения в зависимости от оптической разности хода для интерферометра Майкельсона-Тваймана-Грина (рис. 3).

б. Полихроматический свет (некогерентный источник)

Пусть -энергетический спектр светового источника, отнесенный к единичному интервалу частоты (рис. 5).

Рис. 5. Энергетический спектр некогерентного (теплового) полихроматического источника света.

Предполагается, что некогерентный источник таков, что различные частоты спектра в источнике статистически некоррелированы, так что между различными частотами невозможна интерференция в обычном смысле слова. (Случай биения между различными частотами рассматривается ниже.) При таких предположениях для каждой частоты выполняются следующие соотнощения:

и, поскольку когерентность между различными частотами отсутствует, регистрируемая интенсивность имеет вид (рис. 6)