Когерентность – согласованное протекание во времени нескольких колебательных или волновых процессов, в принципе обусловлена вынужденным (а не спонтанным) характером излучения. Обычные источники света, как и реальные лазеры, излучают световые волны, которые лишь в ограниченных пространственно-временных зонах соответствуют идеальным волнам. В этом случае говорят о частичной когерентности. Если эти зоны слишком малы, волна считается некогерентной.

Реальные источники света частично когерентны, причём под «когерентным светом» понимается идеальный вариант полной когерентности, а под «некогерентным светом» – крайний случай исчезающей когерентности. Стабилизированный лазер является в этом смысле (почти) когерентным источником света, а белый свет солнца или лампы накаливания – некогерентен. При частично когерентном свете уменьшается контраст интерференционных явлений относительно идеального варианта, следовательно, когерентность можно рассматривать также как «способность интерферировать».

Для электромагнитной волны существуют понятия пространственной и временной когерентности. Если разность фаз для любых точек волнового фронта в любой момент времени t остаётся неизменной, то данная волна является полностью пространственно когерентной. Если разность фаз сохраняется лишь в некоторой конечной области пространства, то волна является лишь частично пространственно когерентной. Если в данной точке пространства на интервале времени Δt фаза волны остаётся неизменной, то существует временная когерентность на интервале Δt (см. рис. 3.2). Если Δt не ограничено, то имеет место полная временная когерентность; если Δt ограничено, то – частичная временная когерентность.

 

Рис. 3.2. Пример электромагнитной волны со временем когерентности порядка τ0