In der Optik, dem Zweig der Physik, der sich mit Licht und seinen Eigenschaften befasst, ist die Kohärenzlänge (CL) die maximale Entfernung, die ein Lichtstrahl oder ein anderes elektromagnetisches Phänomen zurücklegen kann, während ein bestimmter Grad an zeitlicher Kohärenz beibehalten wird. Zeitliche Kohärenz bezieht sich auf die Sinusform einer sich ausbreitenden Welle und die Fähigkeit, vorherzusagen, wo sich eine Welle in ihrer Phase zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet. Wenn das Licht kohärent ist, bleibt es mit sich selbst in Phase. Aus diesem Grund beziehen sich einige Texte auch auf die Kohärenzzeit, also die Kohärenzlänge geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit.
Die Kohärenzlänge wird von vielen Faktoren beeinflusst: der Reinheit und Leistung des verwendeten Lichts, der spezifischen Wellenlänge, dem Vorhandensein einer potentiellen Dispersion und Beugung. Obwohl der Begriff „Kohärenzlänge“ hauptsächlich in der Optik verwendet wird, wurden viele der Konzepte aus der Optik auf jede Situation verallgemeinert, die die Ausbreitung von Wellen wie Radiowellen, Schallwellen und Kompressionswellen beinhaltet. Es wird auch in Diskussionen über Supraleitung verwendet, möglicherweise weil Elektronen unter bestimmten Bedingungen auch als Wellen angesehen werden können.
Eine bedeutende Anwendung der Kohärenzlänge ist die Holographie, die Aufnahme und Wiederherstellung dreidimensionaler Bilder. Holographie funktioniert, indem sie die Wechselwirkung zwischen zwei Laserstrahlen – einem Referenzstrahl und einem Objektstrahl – erfasst. Die Kohärenzlänge des verwendeten Lasers ist der maximal zulässige Gangunterschied zwischen den Strahlen und dient somit als Grenze für die aufnehmbare Tiefe des Hologramms. Für einen üblichen 6-Milliwatt-Helium-Neon-Laser ist dieser CL auf etwa 8-15.2 cm (20.3-XNUMX Zoll) begrenzt.
Eine weitere Anwendung der Kohärenzlänge ist in der Telekommunikation die Übertragung von Nachrichten über ein elektromagnetisches Signal. Hier ist die CL die maximale Entfernung, die eine Nachricht gesendet werden kann, ohne irgendwie weitergeleitet zu werden. Bei Funkwellen kann die Länge angenähert werden, indem die Lichtgeschwindigkeit durch dieses Medium durch die Bandbreite des Signals geteilt wird. Interferenz, Dispersion und Beugung können diesen Bereich verkleinern. Für optische Kommunikation ist CL direkt proportional zum Quadrat der zentralen Wellenlänge der Quelle und umgekehrt proportional zum Brechungsindex des verwendeten Mediums und der spektralen Breite des Signals.