Світло, в якому фази всіх електромагнітних хвиль в кожній точці на лінії розповсюдження складають прямий кут з напрямком променя, називають когерентним. Таке світло, як правило, монохроматичне, а найбільш поширеним його джерелом для практичних цілей є лазер.
Хвильова природа світла
Перш ніж вводити поняття когерентності, необхідно зрозуміти, що таке світло з точки зору хвильової теорії. Світло є єдиним видом електромагнітних хвиль, які здатний помітити людське око. Різні частоти світлових хвиль сприймаються людьми як кольори веселки. При цьому червоний колір має найбільшу довжину хвилі.
Кольори прийнято розташовувати в міру зменшення довжини хвилі. Це виглядає так: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий. Потім йде невидимий ультрафіолет. Чим більша довжина хвилі, тим нижче її частота. Якщо хвиля має довжину менше, ніж видима частина спектра, то таке випромінювання називають інфрачервоним. Білий колір виходить при одночасному накладанні світлових хвиль різної частоти один на одного.
Когерентні хвилі
Біла лампочка, яка одночасно випромінює безліч різних частот, випускає некогерентне світло. Від такого джерела виходять хвилі, які перекривають і гасять один одного, а також мають нерівний фронт поширення. Найкраще візуалізувати такий випадок - це уявити собі дитячий малюнок, що складається із заплутаних і хвилястих смуг. У свою чергу, когерентні світлові хвилі однакової частоти паралельні один одному. Це означає, що вони не гасяться а, навпаки, посилюються. В результаті цього когерентні хвилі мають велику енергію, порівняно з некогерентними. Такі хвилі нагадують дитячий малюнок океану, з паралельними хвилястими лініями, які згинаються в одних і тих же точках.
Принцип роботи лазера
Лазери є найбільш поширеним застосуванням когерентних світлових хвиль у техніці. Насправді назва "лазер" є абревіатурою від фрази "посилення світла за допомогою вимушеного випромінювання". При роботі лазера світлові хвилі, вироблені з його допомогою, багаторазово відображаються всередині скляної камери. Також вони посилюються додатковою енергією в особливому газовому середовищі (наприклад, гелій або неон), поки вони не стануть когерентними і емітуються в зовнішній простір.
Голограми
Голографічні зображення в стилі Star Trek є іншим застосуванням когерентних світлових хвиль. Вони створюються шляхом поділу лазерного променя на дві частини. Перша половина є об 'єктним променем. Він спрямовується на об 'єкт, який сканують, і відображається назад на плівку або записуючу поверхню. Потім відбувається взаємодія з іншою половиною - опорним пучком. Це створює інтерференційну картину, яка потім записується. Коли плівку переглядають за допомогою когерентного джерела світла, то в простір проектується 3D-зображення.