コヒーレント光は昔どこにあったのか

質問

現代はレーザー光源が安く手軽に手に入る．
干渉縞を実験する光源としてレーザー光源は干渉性の高い光源だから適している．
ではレーザーの無かった時代は干渉縞を得る光源に何が使われていたのか教えて下さい．
たかだか５０年前にはレーザー光は手に入りにくい光源だった．
５０年前の時代に手に入った光源は、太陽光、燃焼光、電灯光、放電光、蛍光しかない．蛍光以外は高温高熱の物体から発されたランダムな位相とランダムな放射強度が非線形の時系列を辿る光源しか存在しない．
明るさから順に並べれば、太陽光、アセチレンガス燃焼灯、アーク放電灯などがあるが、どれも高温高熱の物体から発生した干渉性のない光源しか５０年前には存在しない．
1805年ころトーマス・ヤングが、光源からの光を平行な2つのスリットを通すと衝立上に干渉縞を生じることを示した。
そのような干渉性の高い光源の無い時代にフラウンホーファーは実験を行い、回折や干渉を観察した．
ヤングやフラウンホーファーの時代に干渉性の光源は存在しない．
フラウンホーファーは1826年に亡くなった．
フラウンホーファーはたとえばどのような光源を利用して実験を行ったのだろうか．教えて下さい．
干渉性はもともとの光源になく、実験装置から何かのフィルター作用として生まれ出た疑いを今もつ．
装置から干渉性が高まる疑いを否定する事実、またはランダムな位相や非線形性の時系列から生まれ出たはずの光源になぜ干渉性が生まれているのか教えて下さい．

回答No.6

wek00

> 実験装置から何かのフィルター作用として生まれ出た
そういうことです。

インコヒーレント光であっても個々の短い波束（もしくは波連）には短いなりにコヒーレンス性がある、という話だったかと思います。
教科書では図にはあっても文章で触れていないことがある単一スリット（ピンホールでしたっけ？）。あれで波束を取り出しているので行路の差がµmオーダ程度までなら干渉が観測できるのでしょう。

波束が長くならない理由は、与えられたエネルギーを光として放出して止まる、の繰り返しだからだったかと思います。ただ原子にエネルギーを与えるだけでは野放図にそれが起きるだけで連続的にならないのでしょう。

高校で教わったけど何となくしか覚えてません。

参考：

https://www.cybernet.co.jp/optical/course/word/k25.html
可干渉距離（コヒーレンス長）：光学総合サイト：サイバネット
> 例えば波長600nmの赤色ＬＥＤの場合、スペクトルの波長幅（半値幅）が50nm程度と大きいため短距離（100μm以下）で干渉しなくなります。対してシングルモード発光のＬＤは波長幅が狭いため、純度が高いものではメーターオーダの距離まで干渉が発生します。

http://regulus.mtrl1.info.hiroshima-cu.ac.jp/ishiwata/frame/lectures/photoelectronics/02%20coher_s.pdf
2．コヒーレント光と 非コヒーレント光
> コヒーレント長
> レーザー 1000km以上のものもある
> 白熱電球 数μm

以下は資料探しのとき検索に引っかかったもの。
質問とはあまり関係ないですが面白かったので。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/pesj/30/4/30_KJ00005894785/_article/-char/ja/
単・複スリットによる光の回折・干渉縞の成立条件とその検証実験 : フレネル回折からフラウンホーファー回折へ

https://ir.lib.shimane-u.ac.jp/files/public/0/2793/20170425024337823717/b001002201k003.pdf
干渉実験に用いる複スリットの幅と間隔の検討 高橋 成和 島根大学教育学部紀要（自然科学）第22巻-第1号 13頁～17頁 昭和63年10月

お礼

wek00様ご回答ありがとうございます．
Ｑ> 実験装置から何かのフィルター作用として生まれ出た
wek00様＞そういうことです。

Ｑ＞こう私も思っています．しかし実証根拠はまだご回答者の言葉は不足で取り残しがあります．
まだ回答と引用には１８００年台にヤングが実験した像が安定しブレ動かなかった原因が不足しています．
不足はご回答下記の部分に明確になります．

wek00様＞個々の短い波束・・・エネルギーを光として放出して止まる、の繰り返しだから・・

Ｑ＞ご回答におっしゃるように波動の位相が特に初期位相で波束ごとに異なるから連続的になりません．
すると像の位置は位相差で波束ごとにずれます．
それは像のブレとなって観察されるはずです．
引用の解説図はいつも波動の節と腹を図中に固定していますが、実際は波束ごとに異なり固定できないのです．
もし波束の全てが同一の初期位相と色(振動数）に安定している時、その光波の波動信号は微分可能な波動です．
レーザーでない限りそして短い観察期間でない限り、光波の波動は微分不可能という性質があります．

wek00様＞ 例えば波長600nmの赤色ＬＥＤの場合、スペクトルの波長幅（半値幅）が50nm程度と大きいため短距離（100μm以下）で干渉しなくなります。対してシングルモード

発光のＬＤは波長幅が狭いため、純度が高いものではメーターオーダの距離まで干渉が発生します。

Ｑ＞ならば波束の持続時間は３０万キロメートルに対する１ｍは伝播の時間でいえば１秒の３億分の一秒であり、１００マイクロメートルでは４ケタ上の３兆分の一秒ととて

つもなく短いのです．
すると縞模様位置の像が観察時間１秒には３億個から３兆個もがずれて重なるのです．
したがってそれらの光源でもブレのない像が得られるわけがありません．
現代の物理学ではスリットや孔から生まれ出た作用を見落としているのです．
光波は波束ごとに位相が確率的に変動するのです．
それがスリットをゆすり、定在波をスリットに作り、スリットから再発光しているので、スクリーンに安定したコヒーレント光が到達して、ヤングが安定した干渉縞を観察で

きたのです．

この物理学の見落としはヤングの実験の見直しだけに終わりません．
おおきなおおきな革新がファインマンの経路積分の分野と解析力学の分野におきるのです．