Pemahaman Ukuran Spektrum dari Panjang Kohernsi dalam Optika

Memahami Ukuran Speckle dari Panjang Koherensi

Ketika kita menyelami dunia optik, salah satu fenomena menarik yang kita temui adalah pembentukan bercak. Bercak ini adalah pola interferensi granular yang terbentuk ketika cahaya koheren, seperti dari laser, dipantulkan oleh permukaan kasar. Ukuran bercak ini sangat penting dalam berbagai aplikasi, mulai dari mikroskopi hingga holografi, dan berhubungan langsung dengan konsep yang dikenal sebagai panjang koherensi.

Rincian Rumus

Rumus untuk menghitung ukuran bintik diberikan oleh:

speckleSize = (lambda × jarak) / panjang koherensi

Berikut adalah penjelasan rinci tentang setiap parameter yang terlibat:

• lambda (λ): Ini mewakili panjang gelombang cahaya yang digunakan. Ini biasanya diukur dalam meter (m) atau nanometer (nm).
• jarak (D): Ini adalah jarak antara titik pengamatan (atau detektor) dan permukaan penyebaran, diukur dalam meter (m).
• panjang koherensi (Lc): Panjang koherensi dari sumber cahaya, juga diukur dalam meter (m). Ini biasanya mendefinisikan seberapa jauh sifat koheren dari cahaya dapat dipertahankan.
• ukuranBercak Ukuran hasil dari bintik bintik, yang juga diukur dalam meter (m).

Contoh Kehidupan Nyata

Misalkan kita menggunakan laser dengan panjang gelombang (λ) 632,8 nm (yang merupakan 632,8 x 10^-9 meter) untuk mengamati bintik bintik pada permukaan kasar dari jarak 1 meter. Anggap panjang koherensi (Lc) dari laser adalah 0,1 meter. Memasukkan nilai nilai ini ke dalam rumus, kami mendapatkan:

speckleSize = (632.8 x 10-9 m * 1 m) / 0.1 m = 6.328 x 10-6 meter

Dengan demikian, ukuran bintik yang diamati adalah sekitar 6,328 mikrometer.

aplikasi praktis

Memahami dan mengendalikan ukuran bintik dapat secara signifikan mempengaruhi bidang seperti:

• Pencitraan Biomedis: Penyetelan ukuran bintik dapat meningkatkan akurasi dalam teknik pencitraan, seperti Pencitraan Doppler Laser.
• Metrologi Optik: Pengukuran presisi terhadap kekasaran permukaan dan pergeseran pada bahan dapat ditingkatkan dengan memanipulasi pola bintik.
• Holografi: Pencatatan dan rekonstruksi gambar holografik yang akurat bergantung pada interaksi ukuran speckle.

Pertanyaan Umum

Apa yang terjadi jika panjang koherensi lebih pendek?

Jika panjang koherensi berkurang, ukuran speckle menjadi lebih besar untuk jarak dan panjang gelombang yang sama, yang mengarah pada pola speckle yang lebih difus.

Dapatkah rumus ini diterapkan pada semua jenis cahaya koheren?

Ya, rumus ini berlaku untuk semua sumber cahaya koheren, termasuk laser dan LED, tetapi lebih umum digunakan dengan laser karena koherensinya yang tinggi.

Mengapa panjang gelombang itu penting?

Panjang gelombang cahaya mempengaruhi pola interferensi, menjadikannya faktor penting untuk menghitung ukuran bintik.

Pentingnya Ketepatan

Secara ringkas, menghitung ukuran bintik dari panjang koherensi tidak hanya penting untuk optik teoretis tetapi juga untuk aplikasi praktis dalam sains dan industri. Ketepatan dalam perhitungan ini menghasilkan kontrol dan peningkatan sistem optik yang menguntungkan berbagai bidang.