コヒーレンスとは?
こひーれんす
コヒーレンスとは、光や波が一定の位相関係を保ち、互いに干渉し合える性質のことです。
コヒーレンス(coherence)とは、複数の波(光波・音波・電磁波など)が空間的・時間的に一定の位相関係を維持している状態を指す物理学の概念です。日本語では「可干渉性」とも呼ばれます。
波どうしが干渉縞を作るためには、波の位相が規則正しく揃っている必要があります。コヒーレンスが高いほど、波はより長い距離・時間にわたって位相関係を保ち、鮮明な干渉パターンを生じます。コヒーレンスには主に以下の2種類があります。
- 時間コヒーレンス:同一光源から出た波が時間差をおいても位相を保てる性質。コヒーレンス長で定量化される。
- 空間コヒーレンス:光源上の異なる点から出た波が互いに干渉できる性質。光源の広がりに依存する。
レーザー光は単一波長かつ位相が高度に揃っているため、コヒーレンスが非常に高い光源の代表例です。一方、太陽光や白熱電球の光はさまざまな波長と位相が混在するため、コヒーレンスは低くなります。コヒーレンスはホログラフィー、光通信、干渉計(精密計測)、量子情報処理など幅広い分野で重要な概念となっています。
使い方・例文
レーザーポインターの赤い光はコヒーレンスが高いため、壁に当てると干渉によるスペックルパターン(ざらついた斑点模様)が生じます。また、CDの読み取りやホログラムの記録・再生にもコヒーレント光が利用されています。
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