Kohärentes Licht ist die Voraussetzung, um Interferenz zu erzeugen (und alle damit verbundenen physikalischen “Phänomene”). Oft wird kohärentes Licht mit monochromatischem Licht gleichgesetzt, was nicht ganz korrekt ist. Kohärentes Licht ist eine elektromagnetische Welle mit nur einer bestimmten “Wellenlänge” (=> einfarbiges Licht). Im Gegensatz zu monochromatischem Lichtbesteht zwischen den einzelnen Wellen (zusätzlich) eine feste Phasenverschiebung.
Wie eingangs erwähnt, handelt es sich bei kohärentem Licht um eine elektromagnetische Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge und einer bestimmten Phasenverschiebung. Darin besteht auch der Unterschied zwischen monochromatischem Licht und kohärentem Licht. Dies lässt sich auch durch das Fremdwort “kohärent” ableiten. Die Bezeichnung “kohärent” leitet sich aus dem Lateinischen und bedeutet sinngemäß “zusammenhängend”. Bei einem kohärenten Licht liegt also ein “Zusammenhang” zwischen den einzelnen Wellenfronten bzw. Wellenzügen vor (=> feste Phasenverschiebung)
Im Fach Physik wird kohärentes Licht noch enger definiert. Kohärentes Licht ist eine elektromagnetische Strahlung, wobei die Wellenfronten eine festen räumlichen und zeitlichen Zusammenhang aufweisen. Die räumliche Kohärenz liegt vor, wenn alle Wellenfronten die gleiche Ausbreitung haben (feste Phasenbeziehung), während zeitliche Kohärenz vorliegt, wenn alle “Wellenfronten” die gleiche Wellenlänge haben. Erst dann wird in der Physik von kohärentem Licht gesprochen.
Licht, so wie wir es von der Sonne oder Glühlampen kennen, sendet keine kohärente Strahlung aus. Dies liegt daran, dass diese Lichtquellen Licht in alle Richtungen aussenden und nicht nur Licht einer Wellenlänge aussenden, sondern vieler Wellenlängen. Die bekannteste Quelle für kohärentes Licht ist der Laser. Jede “Laserstrahlung” weist eine zeitliche und räumliche Kohärenz auf.
Kurz nochmal zum Unterschied monochromatisches und kohärentes Licht: Positionieren wird vor einer Glühlampe einen Farbfilter, der nur noch elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge durchlässt, so erhalten wir monochromatisches Licht. Das “einfarbige” Licht ist nun zeitlich kohärent (gleiche Wellenlänge), die Ausbreitung der Wellenlängen im Raum hat aber noch keine feste Phasenbeziehung. Daher gilt, dass kohärentes Licht auch monochromatisches Licht darstellt, während monochromatisches Licht nicht immer kohärent sein muss. Dies kann man aber bei monochromatischen Licht auch erreichen, beispielsweise, indem man eine Blende vor den Farbfilter positioniert und somit die Wellenzüge (der ausbreitenden Wellen) in Phase bringt.
Kohärentes Licht beschreibt eine Lichtquelle, bei der die Lichtwellen in einer konstanten Phase zueinander stehen. Das bedeutet, die Phasenverschiebung zwischen den Wellen ändert sich nicht mit der Zeit.
Zwei Beispiele für kohärente Lichtquellen sind Laser und Einzelfarben-Monochrom-Lichtquellen.
Kohärentes Licht hat Wellen, die in einem konstanten Phase-Verhältnis zueinander stehen, während bei inkohärentem Licht die Phasenbeziehungen zufällig sind und das Wellenmuster unregelmäßig ist.
Kohärentes Licht findet Anwendung in Laser-Chirurgie, Laser-Druckern, Laser-Scannern und in der Faser-Optik-Kommunikation.
In der Kommunikation, besonders in der Faseroptik, ermöglicht kohärentes Licht die Übertragung von Daten über große Entfernungen ohne signifikanten Signalverlust.
Kohärentes Licht ist für die Datenübertragung effizienter, weil das Signal stärker und zentriert ist, es ermöglicht eine schnellere und klarere Übertragung von Informationen.
Kohärentes Licht wird durch den Prozess der stimulierten Emission erzeugt, wie zum Beispiel in einem Laser.
Kohärentes Licht findet Anwendung in der Laseraugen-Chirurgie, bei der präzise Schnitte in der Netzhaut gemacht werden müssen.
Das Licht von einer Glühbirne ist nicht kohärent, weil die Lichtwellen in zufälligen Phasenbeziehungen zueinander emittiert werden.
Ein Laser ist ein Gerät, das kohärentes Licht erzeugt, indem es eine stimulierte Emission von Photonen aus einem angeregten Medium erzeugt, wodurch eine einheitliche Wellenfront mit gleichbleibender Phase entsteht.