激光的相干特性

　　激光的相干性本质是指光波在振动时保持稳定相位关系的能力。这种“步调一致”的特性是激光区别于普通光的核心标志。

相干性定义

　　光的相干(coherence)指的是两个光的波动（光波）在传播过程中保持着相同的相位差，具有相同的频率，或者有完全一致的波形。这样的两束光可以在传播过程中产生稳定的干涉（interference），也就是相长干涉、相消干涉。
激光相干需要满足以下三个条件：
1. 频率相同
2. 振动方向一致
3. 相位差恒定

此时光波叠加会产生明暗条纹固定的干涉图案（如图示）。

相干条纹对比度（639nm单频激光器对比度>85%）

条纹对比度：对相干性优劣的定量分析。条纹对比度即干涉条纹光强的最大值和最小值之差与最大值和最小值之和的比值。

条纹的对比度与亮暗条纹的相对光强有关。当Imin=0时，K=1，对比度最好（理想状态），称为完全相干;当Imax=Imin时，K=0，条纹完全消失，为非相干。

相干性的两大维度
　　1. 时间相干性：光波的“历史记忆”能力。
　　定义：光束在传播路径上，前后时刻发出的光波是否保持相位关联。
　　关键指标：相干长度（Lm），指光波能保持相干性的最大传播距离。这里说到的线宽，描述的就是激光的单色性（光谱纯度），线宽越窄相干长度就越长。

以下为相干长度的公式：
（：中心长，：线宽）

　　2. 空间相干性：光波的“团队协作”能力
　　定义：在光束横截面内不同点发出的光波，在同一时刻是否相位同步。
　　关键指标：相干面积，指光束截面上能保持相位一致的范围（激光接近整个截面，普通光仅微区）。这是因为激光很好的方向性和波前平整度。激光谐振腔筛选基横模（TEM00），输出光波前为平面波（各点相位相同），空间相干性好。

典型的长相干激光器
　　CNI提供高可靠性单频（单纵模）或窄线宽激光器，具有长相干、稳定性高、光束质量好、寿命长、操作方便等特点。该系列激光器是干涉、全息、拉曼、布里渊散射、雷达和高精度计量等应用的理想选择。