相干长度

在无线电频段（radio-band）系统中，相干长度可用下式粗略计算

${\displaystyle L={c \over n\,\Delta f},}$

其中 c 表示真空中的光速，n 表示介质的折射率，${\displaystyle \Delta f}$ 表示波源的带宽。

在光学通信（optical communications）中，假设波源的发射光谱是一个高斯分布，则相干长度 ${\displaystyle L}$ 可由下式给出[1]

${\displaystyle L={\sqrt {2\ln(2) \over \pi n}}{\lambda ^{2} \over \Delta \lambda },}$

其中 ${\displaystyle \lambda }$ 表示波源的中心波长，${\displaystyle n}$ 表示介质的折射率，${\displaystyle \Delta \lambda }$ 表示波源的谱宽。若波源光谱的半峰全宽为 ${\displaystyle \Delta \lambda }$，则 ±${\displaystyle L}$ 的路径偏移将会使干涉可见度减少到50%。

上述的表达式常用于近似计算。由于波源谱宽的定义较为含糊，相干长度的下述定义被提出：

相干长度可被迈克耳孙干涉仪测量，是干涉可见度等于 ${\displaystyle 1/e=37\%}$ 的自相干（self-interfering）激光的光程差[2]。干涉可见度（或条纹可见度，“fringe visibility”）被定义为

${\displaystyle V={I_{\max }-I_{\min } \over I_{\max }+I_{\min }},\,}$

其中 ${\displaystyle I}$ 表示条纹（fringe）的强度。

在长距离的传输系统中，相干长度可能会因为某些传播因素（propagation factors）而被削减，例如色散、散射和衍射。

多模（multimode）氦氖激光的相干长度一般为20厘米，而单模（singlemode）的相干长度可超过100米。一些半导体激光的相干长度可达几百米，但小型的简易半导体激光的相干长度较短（某二极管激光器的相干长度为20厘米[3]）。谱线宽度为几千赫兹的单模纤维激光器的相干长度能大于100公里。光学频率梳由于梳齿之间狭窄的谱线宽，也可以达到相似的相干长度。

• 相干时间
• 超导相干长度
• 空间相干性

•  本条目引用的公有领域材料来自联邦总务署的文档《Federal Standard 1037C》 （MIL-STD-188提供支持）。