Die sichtbaren Interferenzerscheinungen siehst du nur, wenn der Wegunterschied zwischen den Teilwellen kleiner ist als die Kohärenzzeit der Wellenzüge.

Was bedeutet Kohärenz in Physik? Alles, was du über die Kohärenz und kohärente Wellen wissen musst, erklären wir dir hier und in unserem Video !

Bei Frequenzen liegt oft Inkohärenz vor, wenn alle Phasendifferenzen gleichzeitig aufeinander treffen und dadurch keine Interferenz mehr möglich ist.

Second, coating reduces scatter at each air/glass interface -- scatter being light that is neither transmitted directly nor reflected. In general, the lower the reflectivity of a surfac, the less it scatters as well. Scatter produces "flare" -- which isn't what you see in a Transformers CG shot, but instead is an overall loss of contrast due to light from bright areas being scattered into what should be dark areas.

Eine Kohärenz erkennst du besonders gut, wenn es Interferenzerscheinungen gibt. Also wenn du siehst, dass die Wellen sich überlagern. Diese wellentypischen Erscheinungen können sehr unterschiedlich sein. Meist siehst du Flecken, regelmäßige Figuren, Streifen, Ringe, Kurven oder ähnliches.

Da bei der Erzeugung der Wellen derselbe Mechanismus vorlag, ist es nicht ungewöhnlich, dass dadurch auch ähnliche Schwingungsmuster im Wellenzug entstehen. Diese kannst du beim Vergleich von Teilwellen erkennen.

Principle of anti-reflective coating is very simple: thin layer between air and glass returns light wave in opposite phase. Or to be more precise: anti-reflective layer shifts light wave about 1/2 of wavelength. So light waves reflected from surfaces 'air/coating' and 'coating/glass' are subtracted (destructive interference). The reason is to increase light transmission, decrease inner lens flares and increase contrast of lenses.

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Was istKohärenz

In der Physik gibt es verschiedenste Wellen: Lichtwellen, Radarwellen, Schallwellen oder Wasserwellen. Sie alle können auf eine bestimmte Weise kohärent zueinander sein. Es ist aber auch möglich, dass nur Teile der Wellen, also Teilwellen kohärent sind.

Lichtwellen können nur dann miteinander interferieren, wenn der Wellenzug an einem Strahlleiter geteilt und an einer anderen Stelle wieder zusammengeführt wird. Dadurch überlagern sich die Wellen wieder.

Es gibt verschiedene Arten der Kohärenz. Du unterschiedest zwischen vollständiger und partieller Kohärenz sowie Inkohärenz. Außerdem gibt es die zeitliche und räumliche Kohärenz.

If there is no coating on "A", the calculation will be similar and result will be slightly worse (about 1,5% light will be reflected from inner surface of "A" back to "B"). Negligible difference..

Bei der Kohärenz geht es um den Verlauf von Wellenlängen. Alles, was du sonst noch zu den Wellenlängen wissen solltest, zeigen wir dir in diesem Video !

Die zeitliche Kohärenz gibt es dann, wenn entlang der Zeitachse eine feste Phasendifferenz besteht. Die Kohärenzzeit oder Kohärenzlänge einer Lichtwelle misst du, indem du die Lichtwelle in zwei Teilstrahlen aufteilst und sie später wieder vereinst. Dazu brauchst du zum Beispiel ein bestimmtes Interferometer. Damit kannst du Längenunterschiede sehr genau bestimmen.

ZeitlicheKohärenz

In this example I considered only the first lens element (A-B). There are much less light from the second and from the third element. Another -10EV difference.. There are other reflections, of course. From C to B and A, from D to C, B and A... I ignored them to simplify this text...

Zwei Wellenlängen sind dann kohärent, wenn ihre Phasenverschiebung die ganze Zeit konstant bleibt oder wenn sie sich gesetzmäßig, also nach den Gesetzen der Physik, mit der Zeit verändern.

An AR coating is not intended to decrease light transmission; in fact, it is the opposite. "Anti-reflection" can be equally considered to be "increased transmission/transparency". Incorporating a coating with a lower refractive index on a lens than the refractive index of the optic itself reduces the overall refractive index of the constructed element. In this example a single coating with an RI of 1.3 increases the light transmission to 0.978 (97.8%).

2.: AR coating on "A": there is approx. 2.2% reflected light from "A", transmission is 97.8%. (But these 2.2% of reflected light are eliminated during destructive interference because of opposite phases of waves reflected from glass and from coating-as explained above.)

Kohärenzgefühl

Let's imagine simple old lenses like Planar, Sonar, Tessar. Tessar has 4 elements in 3 groups. It means 2 lenses are glued together (with canada balsam because its refractive index is same as glass). Consider these two glued lenses are one optical element. There is no coating between them. So to simplify it consider we have 3 elements only. Each of them has 2 surfaces. Let's name surfaces (from outside towards the chip) as A-B, C-D, E-F. A-B is the first glass/lens element, E-F is the last lens/element closest to chip. I don't consider any filter (but if you want, add filter as 1 additional element and just add 2 letters). I don't consider any diffraction nor absorbtion on glass and coating layer (lens elements are perfectly smooth and glass is clear).

Auch in der Lasertechnik spielt die Kohärenz bei der Erstellung von Hologrammen, bei der Quantenkryptografie oder bei der Signalverarbeitung eine wichtige Rolle.

Du sagst deshalb auch, dass die Kohärenz alle Korrelationseigenschaften, also Abhängigkeiten, zwischen zwei Wellenlängen beschreibt. Beispiele für Wellenlängen sind Lichtwellen oder Schallwellen.

Lasercoherent light

Any single coating that reduces losses (scatter/stray reflection/etc) is beneficial, and it is that first interface that is most critical... but most modern lenses/filters have all/most glass-air interfaces coated.

Many coating methods are used. One method is to place the lens to be coated in a vacuum chamber. The air is evacuated and the mineral that will be the coat is heated causing it to vaporize. This vapor condenses on the glass lens and coats and etches. It is the thickness of the coat plus the material that does the trick. Each coat is optimized for just one color of light. A modern lens has multiple coats applied. Each coat is different in thickness. A high-quality lens can have as many as 7 thru 11 coats.

Third, reducing reflection at the first surface limits the strength of light source image reflections from whatever filter(s) might be mounted in front of the lens (these are the dazzle spots you see in an image where a bright light source like the Sun is in or barely out of frame). These are the Michael Bay dazzle spots.

The British Physicist (Nobel Prize) John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh, in 1886 discovered that old lenses on the shelf passed more light than new ones of the same design. Carrying on, the English optician Harold Taylor, in 1892 figured out why. Seems old lenses were blemished with soot. This was during the industrial revolution and the air was laden with smoke and soot from the coal fires that powered the steam engines and gave warmth. This coating of atmospheric pollution settled on lenses on the shelf and etched them. He discovered that this thin transparent coat somehow reduced surface reflections allowing more light to transverse the lens.

RäumlicheKohärenz

I still remember when I calculated the thickness of layer (with given refraction index) to increased or decreased appropriate wavelength at school...

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Die Kohärenz ist also die Eigenschaft von zwei Wellenzügen, dass ihre Phasenverschiebung an einem Ort entweder konstant bleibt oder sich gesetzmäßig mit der Zeit ändert. Sind zwei Wellen kohärent zueinander, haben sie oft auch dieselbe Entstehungsgeschichte.

But: why is anti-reflective coating on front lens surface and are not on inner lenses? Or why is anti reflective coating on filters??

Interferenz ist die Überlagerung bzw. Addition von Wellen. Sind die Wellenlängen kohärent zueinander, addieren sie sich auf. Bei inkohärenten Wellen ist diese Addition nicht möglich.

Die Kohärenz ist in der Physik immer dann relevant, wenn Interferenzen beobachtet werden können. Das ist zum Beispiel in folgenden Bereichen der Fall:

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Calculation is based on indexes n=1.5 (glass), n=1.3 (coating), total light falling to lens is 100%, formulas for refraction and reflection are below (see Steven Kersting - thank you). Coating is on the "A" surface only.

Wenn sich Teilwellen an einem festen Ort mit einer bestimmten Intensität überlagern, können sie einander verstärken oder komplett auslöschen. Das ist die vollständige Kohärenz. Wenn sie einander nur leicht abschwächen oder verstärken, sprichst du von der partiellen Kohärenz.

And I didn't consider different behavior of coating on "A" for inner light (light reflected backwards from "B" to "A"). Inner light enters from more dense to environments with less density so light wave has the same (not opposite) phase. There are no coatings on B, C, D...

KohärenzPsychologie

But 0.086% is about -10EV difference only (=log ( 0,086% / 100% ; 2) ). Such flares are barely visible... And where is 50% improvement of transmission?

Wenn es keinen Zusammenhang zwischen den Teilwellen gibt, sprichst du von Inkohärenz. Es gibt also keine definierte Phasenbeziehung.

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Laser kohärenzwikipedia

This discovery and remedy are important as modern lenses often use many elements and groups. Losing 4 to 6% at each surface (glass to air junction). In a multi-element lens system, this translates to a very high loss, could be 50% or more. Plus, each internal reflection caused light rays to go astray, many misdirected rays will bath the film/chip with light scatter called flare. Flare is devastating; it degrades the image by reducing contrast. Gross reflections cause glare spots.

First, contrary your understanding, it does increase transmission. An uncoated glass surface reflects about 4% of the light that passes through it (entering or leaving the glass), which is much of why lenses with more than four elements were uncommon before the advent of coating technology. Multiply 4% loss over 6 glass surfaces even in an 1890s technology Cooke Triplet type lens, and you're already down to only 78% transmission (not even accounting for filtration losses inside the glass elements). A Tessar type adds a cemented interface, which loses less than 4%, but still has those six glass-air surfaces. The f/2 Xenon on my 1941 Weltini, with six elements in four groups, has no more than 72% transmission (probably a little less, since there are cemented interfaces as well). Obviously, this is all air/glass surfaces, but even reducing the first 4% loss is significant for low light applications.

Bei periodischen Wellen ist es ganz einfach: Ihre Teilwellen sind kohärent, wenn eine feste Phasenbeziehung zwischen den Wellen besteht. Also immer dann, wenn sich die Wellen im selben Muster bewegen.

Alan Marcus wrote about light reflected from "B" surface backwards to "A" in comment below (thanks Alan). There is no coating on "B" so 4% of light are reflected from "B" backwards to "A". It is exactly 3.9% (=4% x 97.8%). Returned light is transmitted through "A" ( 3.81%=97.8% x 3.9%) and 0.086% (=2.2% x 3.9%) is reflected back from inner side of "A".

There is no impact to picture quality what filter reflects outside of the lens. And, as I understand, the amount of light entering into lens is still the same. The amount of light (energy) reflected out of lens (or filter) is still the same too. Just the both outgoing waves are subtracted and are not visible for outside observer. How can anti-reflective coatings on outer lens surface influence inner light inside the lens?

Taylor experimented and found a way to artificially bloom (age) lenses. This truly was an important discovery because new lenses suffer a 4 to 6% loss in light due to light being reflected from their polished (mirror like) surfaces. Now lenses used in cameras and telescopes are complex systems with many lens elements sandwiched together. Thus, multi-lens element systems can suffer a light loss of 40 – 50%.

Die räumliche Kohärenz gibt es dann, wenn entlang der Raumachse eine feste Phasendifferenz besteht. Auch sie kannst du mit einem Interferometer messen.

Wenn du keine Interferenzerscheinungen siehst, ist es schwerer eine Kohärenz der Wellen nachzuweisen. Du brauchst dann eine kompliziertere mathematische Betrachtung oder einen technisch höheren Aufwand.

In the edit of the original question, we see this: "Just the both outgoing waves are subtracted and are not visible for outside observer." Sorry, you don't understand how destructive interference works. Light that's phase shifted a half wavelength isn't just invisible, it's forbidden by physics. That is to say, the light never reflects at all if doing so would produce a half-wave interference. This isn't what happens with coatings, however; if it were, there would be color fringes like in a soap bubble, as different viewing/reflecting angles interacted with the thickness of the coating. Instead, the coating makes the interface less "abrupt" to the incoming (or exiting) light, like finding a drop curb at a driveway instead of trying to climb the regular curb.

Zusätzlich zu den drei Kohärenzarten unterscheidest du die räumliche und zeitliche Kohärenz. Normalerweise sind jedoch beide Formen gleichzeitig vorhanden.

Schallwellen können für unendlich lange Zeit kohärent gehalten werden. Ihre Wellen bewegen sich also im selben Muster. Bei Lichtwellen sieht das anders aus: Dort sind die Wellenzüge nur kurzzeitig kohärent zueinander. Das liegt daran, dass Licht in der Regel aus Wellen unterschiedlicher Wellenlängen besteht. Die gleichen Phasenbeziehungen sind deshalb nicht mehr gewährleistet. Die Lichtwellen können sich nicht überlagern, also nicht miteinander interferieren.