Optica: Coherencia

Introducción

En el proceso de elaboración de un holograma y de reconstrucción de la imagen grabada están involucrados dos fenómenos físicos: la interferencia y difración, además de una

Interferencia, equivale a la interacción de dos o mas ondas de luz que producen una irradiancia resultante que se devía de la suma de las irradiancias de sus componentes. La generación de franjas de interferencia es una medida muy conveniente de la coherencia.

La calidad de las franjas producidas por un sistema interferométrico puede describirse cuantitativamente usando la VISIBILIDAD dada por la ecuación

donde _______ e _______, son las irradiancias y mínima respectivamente. Esta expresión nos es útil ya que se relaciona con el grado de coherencia.

Coherencia temporal, está directamente relacionada con el ancho de banda. Si la luz fuera totalmente monocromática _____ sería infinito. Es decir, el tiempo de coherencia es el intervalo temporal en el que podemos predecir la fase de la onda luminosa en un punto del espacio.

Longitud de coherencia, _________, es la extención en el espacio en la que la onda tiene una forma sinusoidal de tal manera que su fase puede predecirse con seguridad.

Coherencia espacial, se utiliza con mas frecuencia para describir efectos procedentes de la extensión espacial finita de fuentes de luz corrientes, es decir, si dos puntos desplazados lateralmente se hallan en el mismo frente de onda en un tiempo determinado, los campos en estos puntos serán coherentes espaciales.

Coherencia temporal, las perturbaciones totalmente coherentes o totalmente incoherentes son ambas idealizaciones.

Coherencia Parcial.

En el caso de interferencia de dos o más ondas de luz, las amplitudes y las fases usualmente varían con el tiempo de una manera aleatoria, el flujo de luz instantàneo en un punto dado, por lo tanto, fluctuará rápidamente, parecería entonces mas significativo definir la irradiancia como un promedio en el tiempo. En el caso de dos campos .... la irradiancia I puede escribirse como:

donde:

Si uno considera escalas de tiempo grandes todas las cantidaloss son estacionarias, es decir, el promedio en el tiempo es independiente de la elecciòn del origen del tiempo. Supongamos (por conveniencia) que, los campos òpticos tienen la misma polarizaciòn de tal manera que su naturaleza vectorial puede ignorarse; con estas suposiciones la ecuaciòn () puede escribirse como:

donde se ha tomado:

Teorema de Van Cittert Zernike