时间相干性shijian xiang ganxing

非单色点光源产生的光场中，某点的两个时刻光振动的相关性。时间相千性是部分相干性的一种极端情况，即光源是点光源，相干性由光源的非单色性所决定。用迈克耳孙干涉仪可考察光源的时间相干性。非单色点光源为迈克耳孙干涉仪的光源，它发出的光被分光板D分成两束光，在干涉仪中通过不同的光程后在E处相遇，相遇的这两束光与光源在两个时刻的光振动有关，时间间隔可通过改变M₁的位置来改变。若相遇的两束光产生干涉条纹，则说明相差一定时间间隔的两个时刻的光振动是相关的；若无干涉条纹，则说明它们不相关。如果只在有限的时间间隔内才有干涉条纹，则说明光场中只有部分时间内的光振动才相关，这种光场是部分相干的，这种部分相干性与时间相联系，所以称作时间相干性。有干涉条纹时，最大的时间间隔称作光场的相干时间，记为τ，相干时间长，光源的时间相干性就好。普通点光源发出的光是由大量无规则的波列所组成的，在一个波列持续时间内的两个时刻的光振动是相关的，相干时间就等于波列的持续时间。在相干时间内光所能通过的路程称作相干长度，记为l，即波列的长度，也是能产生干涉时到达某观察点的两束光之间的最大光程差。l与τ的关系为l=cτ，式中c为光在真空中的速度。相干长度也能量度光场的时间相干性。

傅里叶分析和实际光谱都表明：由频率为v、持续时间为τ的波列所组成的光，是复色光，是由频率在v附近、频率范围为△v的无数单色光所组成的，且有关系式△vτ=1。此式表明：点光源的非单色性决定了点光源光场的时间相干性，△v小，单色性好，τ就大，时间相干性就好。白色的频率从4×10¹⁴赫到7.8×10¹⁴赫，相干时间不到3×10^-15秒。低压汞灯或氪灯的，△v≈10⁹赫，其相干时间约为1纳秒，相干长度约为1米。氦氖激光器所发的光，△v=10⁴赫，其相干长度可达30公里。在光的干涉实验中，产生干涉的两束光的光程差不能大于相干长度，选用单色性较好的光源，如激光光源，就易于观察到干涉条纹。