什麼是激光的相干性。激光的相干性可以分為空間相干性和時間相干性二種，分別表示空間不同位置光波場某些特性（例如相位）之間的相關性和空間點在不同時刻光波場之間的相關性。而通常我們定性地用楊氏雙縫干涉實驗的干涉條紋的清晰程度來判別光束的相干性程度。
空間相干性和方向性
激光的方向性，我們一般用光束髮散角來定義，而激光的空間相干性和方向性是緊密關聯的。當光束髮散角小於一定的程度，光束才會具有一定的空間相干性。舉個最簡單的例子，普通光源譬如手電筒發散角非常大，顯然不具有空間相干性。如果一個平面波是完全空間相干光，那麼其發散角就為零。對於激光器而言，產生的激光都非理想光源，通常我們用橫模和縱模對其進行分析。橫模表示橫向光場分佈（用TEMmn表示），縱模表示軸向光場分佈（即諧振頻率）。而激光的空間相干性和方向性就和橫模有直接的關係，只有一個TEM00模（基模）時，那麼激光的相干性就非常好；如果存在多個橫模（不同橫模之間是非相干的），那麼相干性程度就會降低。
時間相干性和單色性
時間相干性與光源的單色性直接相關。光源原子一次發光時間越長，通過雙縫干涉觀察到的條紋越多，我們就說時間相干性越長，而光源原子發光時間我們就稱為相干時間，相干時間內的波列長度叫做相干長度。相干長度L越長，干涉條紋越清晰，表示相干性越好。假設某一激光器發出λ1~λ2之間的光波頻率的波（理想的單色光是不存在的），那麼可以證明相干長度L=λ^2/Δλ，Δλ=λ2-λ1。當Δλ越小，也就是λ2和λ1越接近，單色性越好，相干長度L越大，相干性就越好。
激光波長示意圖
激光高亮度和強相干性
激光的高亮度是區別於普通光源的重要特徵，而目前提高輸出功率和效率也是發展激光器的重要課題。利用調Q、鎖模、脈寬壓縮技術可以極大地提高激光器的輸出功率，當把激光器的激光功率集中在一個或者少數幾個模式中時，也就意味著提高了光子的簡併度，相干性就越好。一臺高功率的激光的亮度甚至可以達到太陽表面亮度的幾百萬倍。
激光相干性調控
前面講了激光的原理以及激光的相干性。下面簡單介紹下調控激光相干性的方法。激光相干度大小的調控方法多種多樣，主要可以分為兩類：一是激光諧振腔外加光學元件調控激光相干度大小；二是在激光諧振腔內放置光學元件調控激光相干度大小。
腔外調控相干度大小。(a)實驗裝置圖；（b）相干度大小實驗結果圖
相干度大小腔外調控最常用的方法是通過動態散射體（例如旋轉的毛玻璃、動態液晶光調製器等）降低激光束的相干度大小，如圖4（a）所示，一束激光經過透鏡L1聚焦後照射到動態散射體，從動態散射體出來的光束可以近似為非相干光束，經透鏡L2以及濾波器組成的傅里葉變換系統之後，便可產生高斯謝爾模（GSM）光束（典型的部分相干激光束），通過控制透鏡L1到動態散射體直接的距離z來控制動態散射體上的聚焦光斑大小，當聚焦光斑越大，得到的GSM光束的相干度越小。
腔內調控激光相干度大小的實驗裝置圖
圖為腔內調控激光相干度大小的實驗裝置圖，腔內調製的核心技術是在諧振腔內插入一個大小可控的小孔，通過控制小孔的大小控制腔內激光振盪模數（前面空間相干性中提到的橫模TEMnm），從而控制輸出激光束的相干度大小。
激光相干性調控的應用
前面講了什麼是激光的相干性，以及如何來調控激光的相干度。那麼最重要的問題來了，我們為什麼要來調控激光的相干性，那麼就讓小編帶你來看看有哪些實實在在的應用吧。
自由空間光通信中的應用
近年來，由於激光的方向性強、光功率集中、難以竊聽、成本低、安裝快等特點，激光越來越多地應用於自由空間光通信中，但是光束在大氣中傳輸時容易受到微小粒子、氣溶膠、溫度梯度引起折射率隨機變化等因素影響，使得激光束的光強分佈、相位分佈在時間和空間上隨機起伏、波前扭曲變形、光強閃爍、光束彎曲和偏移等現象。而部分相干光束在湍流大氣中傳輸就能夠更好地克服湍流等大氣方面帶來的負面影響。
束整形中的應用
對激光束相干度大小的調控，同樣也可以實現光束整形，產生空心、平頂、陣列等光強分佈，從而在激光加工、激光武器等領域中有重要的應用前景。
微粒俘獲中的應用
激光相干性調控，不僅能夠如同完全相干性激光一樣，調控激光的相位產生光阱從而形成光鑷而且由於部分相干性，可以避免熱效應問題，從而保護細胞不受損傷。