コヒーレント長の意味について

レーザーの可干渉性を示す値にコヒーレント長というのがあるかと思いますが、この意味についてこれまで「その距離以上になると位相差のために干渉がおきなくなる代表的距離」という意味かと考えていましたが、そうではなくて「その距離ごとに干渉が起きたり起きなかったりする距離」というのが正しいのでしょうか（つまり干渉がおきる領域は交互にやってくる）、それともこれら以外の意味でしょうか？
詳しい方ご教示願います。

質問者からの補足コメント

• tknakamuri様
  早速のご回答ありがとうございます。
  
  ＞コヒーレント長を越すと干渉しにくくなります
  
  たとえばコヒーレント長をLとした時、Lから先（∞まで）は非可干渉な光になるということでしょうか？
  
  コヒーレント長の定義は、発振のスペクトルの広がりのため、出射直後から長波長成分と短波長成分の位相がずれ始め、距離Lだけ飛ぶと1波長分ずれているとして定義されたものだと認識しています。
  
  ということは、Lまでは可干渉、Lから２Lまでは非可干渉、２Lから３Lまでは再び可干渉・・というように可干渉な領域と非可干渉な領域が交互に現れると思うのですがこの考え方は誤りでしょうか？
  よろしければご回答お願いいたします。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2017/12/08 15:45

• tknakamuri様
  早速のご回答ならびに何度もありがとうございます。
  そうしますと、いったん相関が弱くなってしまうと再び強い相関にはならず、干渉が起きやすくなるというようなことはないと理解しました。（当方が最初に主張した、干渉したりしなかったりが繰り返すということはない）

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2017/12/08 22:18

• tknakamuri様
  早速のご回答ならびに繰り返しいただきありがとうございます。
  No.2のご回答の中での話に戻り恐縮ですが、
  ＞しかし2つの光が交差するまでの光路長が異なると、位相変動の相関が弱くなるため、干渉が起きに＞くくなります。・・・
  という点で、ある距離以上になると相関が弱くなるという理屈は定式化されているのでしょうか？
  もし可能であればそれが記述されている適当な書籍をご紹介いただければ大変ありがたいです。

  No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2017/12/09 11:35

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/12/09 12:22

>ある距離以上になると相関が弱くなるという理屈は定式化されているのでしょうか？

まず、これは観測されている事実です。マイケルソン干渉計で簡単に
測定出来ます。

そもそも自然光は全くコヒーレンスではありません。自然光は無数の波束の
集まりで、波束間の位相差はランダムだからです。

レーザーは誘導放出という光増幅作用によって、波束間の位相ズレを
驚異的に小さくした特殊な光です。しかし波束間の位相の同期は完全ではありません。
ランダムに少しずつずれてゆきます。このランダム性の理解には量子力学(QED)
の理解が必要で私もそこまで踏み込んだ解析をしたことはありません。

結果として位相の相関が時間差で減ってゆくのは
簡単に想像できると思います。

この回答へのお礼

tknakamuri様
早速のご回答ならびに重ね重ねご対応いただき本当にありがとうございます。
仕事で’コヒーレント長’を考える機会に出くわし、今回詳しい方にお尋ねしている次第です。

＞位相の相関が時間差で減ってゆくのは簡単に想像できると思います。

マイケルソン干渉計等コヒーレント長を実感する経験をしたことがないので、この意味がもう1つ納得できないのですが、実験事実を認めて進むことにします。
ありがとうございました。

お礼日時：2017/12/09 18:20

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/12/08 23:47

>、干渉したりしなかったりが繰り返すということはない）

肝心なのは光源からの距離は関係なく、２つの光の光路長の「差」
で干渉の有無が決まると言うことです。

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/12/08 18:23

>出射直後から長波長成分と短波長成分の位相がずれ始め、

>距離Lだけ飛ぶと1波長分ずれているとして定義されたものだと認識しています。

違います。光は常に位相撹乱を受けていますが、
同時刻にレーザー光源を出た光は、同じ量の位相変動を持つため
干渉では位相変動はキャンセルされ良好に干渉します。

しかし2つの光が交差するまでの光路長が異なると、位相変動の相関が
弱くなるため、干渉が起きにくくなります。

位相の相関が下がり、干渉出来なくなる光路長の「差」を
コヒーレント長といいます。

No.1 回答者： tknakamuri 回答日時： 2017/12/08 12:54

ひとつのレーザー光を2つに分けて、再びぶつけて干渉させるとします。

この時、2つの光の光源からの「光路長差」がコヒーレント長を越すと
干渉しにくくなります。