Kohærensperioder

Kohærensperioder beskriver de tidsrum, hvor et fysisk system bevarer en kohærent, dvs. en veldefineret faserelation, mellem dele af sin bølgestrøm eller mellem tilstandsvektor-komponenter. Begrebet anvendes bredt inden for optik, kvantemekanik og signalbehandling og er tæt forbundet med, hvor længe interferensfrembringende egenskaber opretholdes.

Der er forskellige typer kohærens, men kohærensperioder refererer normalt til tidsmæssig kohærens. Temporal kohærens beskriver, hvor længe fasesammensætningen forbliver veldefineret som funktion af tidsforskelle, mens rumlig kohærens beskriver sammenhængen over rumlige adskillelser. Kohærensperioder er dermed de tidsrum, hvor relative faser eller interferensmønstre kan observeres tydeligt, inden miljøet eller støj bryder kohærensen.

For optiske kilder er forholdet mellem kohærens tid og spektralt bredde givet ved τ_coh ≈ 1/Δν, og den tilsvarende kohærens længde er L_coh ≈ c τ_coh, hvor c er lysets hastighed. Smalbåndede kilder som højkvalitetslasere kan have længere kohærensperioder, mens bredbåndede kilder har kortere. I kvantemekanik og kvanteinformation er kohærensperioder de tidsrum, hvori en systems tilstand forbliver koherent, hvilket er afgørende for kvanteoverførsel og beregninger. Decoherence, der følger af miljøinteraktioner og støj, reducerer disse perioder og begrænser funktionaliteten.

Måling af kohærensperioder sker gennem interferometri, tidskorrelationer eller spektral analyse, hvor fringe-visibility og førsteordens kohærensfunktion bruges til at estimere τ_coh. Se også kohærens, interferens, decoherence, spektral bredde, laser.