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2.5. DIE KOHÄRENZ 39
Beispiel Linienbreite und Kohärenzzeit: (bitte mitschreiben!)
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Betrachten wir zum näheren Verständnis die experimentelle Anordnung des Michelsoninterferometers
aus Abbildung 2.13. Das Licht einer Quelle gelangt sowohl durch Reflexion
am Strahlteiler ST und nachfolgende Reflexion am Spiegel S1 als auch nach Durchgang durch
ST und Reflexion am Spiegel S2 zum Detektor Det. Dabei legt das Licht die Wege L1 bzw.
L2 zurück. Die Differenz dieser Laufzeiten ist
τ = 2 (L2 − L1)
c
(2.71)
Die Intensität P als Funktion von τ erhält man aus den Amplituden E der Lichtwelle zur Zeit
t
P (τ) = 〈|E(t) + E(t + τ)| 2 〉t = 2〈|E| 2 〉t + 2CA(τ) (2.72)
CA(τ) = 〈E ∗ �t0
1
(t) + E(t + τ)〉 = lim , Re E
t0→∞
∗ (t) + E(t + τ)dt (2.73)
CA(τ) ist die Autokorrelationsfunktion, die beschreibt, wie stark die Intensität der Lichtwelle
zum Zeitpunkt t+τ von derjenigen zum Zeitpunkt τ abhängt. Im Michelson Versuch beschreibt
sie die periodische Struktur von Interferenzmaxima und -minima, die nach der Kohärenzzeit
τC also bei τ > τC langsam ausklingt.
* > > <
Quelle
S1
Det.
> <
>
Abbildung 2.13: Eine Lichtwelle wird mit sich selbst zur Interferenz
gebracht, nachdem zwei Teilstrahlen unterschiedliche Wege zurückgelegt
haben
ST
t0
0
S2