什么是空间相干性和时间相干性？

相干性是测量在波的不同点上观察到的相位之间关系的指标，包括时间和空间两个维度。当两个波源具有相同的频率和波形时，它们被认为是相干的。相干性可以被描述为波的理想特性，具有一致的干涉模式。它广泛解释了单个波或波包之间的物理特性关联。

时间相干性测量光波在传播路径上不同位置的相位相关性，帮助理解光源展现的单色性程度。而空间相干性则测量光波在垂直于其传播方向的不同点的相位相关性，从而提供波前相位的均匀性水平。

时间相干性和空间相干性之间的主要区别在于它们的范围：时间相干性描述的是在同一空间中观察到的波在不同时间实例之间的相关性；而空间相干性描述的是在空间中不同点之间的波的相关性，无论是横向还是平行于同一方向。

时间相干性

时间相干性是指波在经历时间偏移时，是否能够自我对齐，时间延迟为T（波的振荡周期），在任意一对时间上。它用于表征光源展现的单色性程度。时间相干性解释了波如何在特定时间段内进行自干涉。此波的相位或振幅可以显著偏离的时间范围称为相干时间，通常表示为“T_c”。

此外，当没有时间延迟（T=0）时，相干性变得非常强。但当延迟超过T=T_c时，相干性开始减弱。

另一个重要概念是“相干长度”，通常缩写为L_c。这类似于波在T_c时间内可以传播的距离。

空间相干性

空间相干性测量的是波在所有时间点上的相互关系。在某些情况下，波动行为在一个或两个方向上扩展。空间相干性的这一特性帮助解释了在波的传播中，两个空间点（例如X₁和X₂）如何在观察其平均行为时产生干涉。