koherenssiä

Koherenssi on käsite, joka kuvaa tilan tai aaltoliikkeen vaiheiden suhteellista johdonmukaisuutta ja kykyä muodostaa interferenssikuvioita. Kun eri komponentit ovat vaiheeltaan sidoksissa toisiinsa, ne voivat vahvistaa tai heikentää toisiaan, ja järjestelmä näyttää säännöllisiä, toistuvia kuvioita.

Koherenssia voidaan tarkastella useilla ulottuvuuksilla. Temporoalinen koherenssi tarkoittaa, kuinka pitkään valon tai muun aallon vaihe pysyy vakaana. Spatiaalinen koherenssi kuvaa, kuinka samanlaisina aallon vaihevasteet ovat eri paikoissa. Näitä mittaavat koherenssiaika τc ja koherenssileveys Δν sekä vastaavat pituudet, kuten koherenssietäisyys. Esimerkiksi valon spektrin leveys Δν vaikuttaa sekä τc:hen että koherenssietäisyyteen, ja kapeakaistaisella lähteellä koherenssiaika ja -pituus ovat pitkiä.

Kvanttikoherenssi viittaa superposition-tilojen säilymiseen. Siinä tilat ovat tilapäisesti yhtäaikaisia ja niiden välisiä koherenssisuureita kuvaavat tiheydinmatriisin off-diagonaaliset elementit. Ympäristö ja mittaus voivat aiheuttaa dekoherenssin, jolloin koherenssi heikkenee ja järjestelmä käyttäytyy enemmän klassisena seoksena. Koherenssi on keskeinen ilmiö esimerkiksi interferenssissä, lasersäteilyssä ja kvanttidien käsittelyssä.

Käytännön sovelluksissa koherenssia hyödynnetään ja mitataan interferenssissä, holografiassa sekä optisessa koherenssitomografiassa (OCT). Myös fotonisten kvanttipiirien ja signaalinkäsittelyn aloilla koherenssi on välttämätön tekijä, jotta järjestelmät voivat säilyttää ja siirtää informaatiota superpositiossa tai muodostaa selkeitä interferenssikuvioita.