τ)|は干渉縞の鮮明度を表すことが分かる。τ)|<1の場合を部分的コヒーレントと言う。なるから完全コヒーレントである。なり、これが時間的コヒーレンスを表す。自然放出による発光では、個々の原子が独立かつランダムに発光するため、発光スペクトル線幅で決まる短い時間の間だけ光電界の位相が連続となり、干渉が可能となる。レーザでは、誘導放出による発光のため、各原子の発光は独立ではなくなり、光の位相が長時間に渡って連続となる。点光源から等しい距離にあるスリットを通過した光は良く干渉し、鮮明な干渉縞を作る。従って、このような光は空間的にコヒーレントな光と言える。空間的に広がりのある光源から出た光がスリットを通過する場合、スリット間の距離が長いと干渉しにくくなる。従って、このような光は空間的にインコヒーレントな光である。狭義のレーザは、光増幅媒体を光共振器内に配置し、光の増幅に光の正帰還がかかり発振するようにしたもの。外部から加わる種々の雑音(温度変動や電源ノイズ)の影響が無視でき、自然放出過程によってのみ発振スペクトル線幅が決まっているとき、閾値よりも十分に高い励起状態であればレーザのスペクトルはローレンツ型形状となる。この場合、発振スペクトル線幅の半値全幅(FWHM)は、以下のSchawlow-Townesの式で与えられる。軍艦三笠に搭載の三六式無線電信機は明治36年(1903)旧制二高の木村駿吉教授が開発。コヒーレントな電磁波はスペクトル純度が高い(つまり、単一周波数)ので、受信機において、周波数同調(選択)を行い、狭帯域の信号増幅を行うことにより、微弱な信号でも受信できる。スペクトル純度が高い(単一周波数)ので、狭帯域の指向性アンテナなどを用いることができ、特定の方向にのみ強く信号を送ることができる。スペクトル純度が高く搬送波の位相が揃っているので、より早い速度での変調が可能。位相や周波数を変調することも可能となり、高い伝送レートでの信号伝送が可能。スペクトル純度が高く、占有スペクトル幅が不必要に広がらないので、同一周波数帯を多くのチャンネルで共用できる。このように、コヒーレントな電磁波を用いる通信は、インコヒーレントな電磁波を用いる場合に比べて多くの利点を有している。し、各信号電圧を、で表すとする。ここで、右辺第3項と第4項は、受信信号と局部発振信号との差周波と和周波である。ここで、右辺第3項の差周波を中間周波数として取り出せば、その電力は受信信号と局部発振器からの信号電圧の積に比例するので、局部発振信号を大きくすれば大きな中間周波数信号を得ることができる。周波数混合によって増幅利得を稼ぐことができる。なるようにして、大きな利得を稼いでいる。このように、ヘテロダイン(ホモダインも同様)検波では受信感度を改善できる。(周波数混合による利得が稼げる。信号をより周波数の低い中間周波数に変換して増幅するので、増幅し易い。光ホモダイン検波方式は原理的には可能であり、光ヘテロダイン検波方式に比べて受信感度やS/N比が改善されるメリットがあるが、信号光と局部発振光を周波数のみならず位相までも完全に同期しなければならないため、技術的には非常に難しい。光PLL技術が必須となる。現在の光通信で広く用いられている方式。1970年当時、半導体レーザ(LD)のモード安定性は非常に悪かったし、スペクトル線幅は数十~数百MHz以上もあった。らによって提唱された所謂(アナログ)コヒーレント方式は、長距離伝送に適した数々の特長はあったものの、構成が複雑であり、1980年代後半に光ファイバー増幅器が開発されるに至り、その長所が薄れてしまったために、実用化されることは無かった。その後IM-DD方式の陰に隠れて、長らく日の目を見ることのなかったコヒーレント通信方式であるが、2005年頃に菊池和朗教授によってデジタルコヒーレント方式が提唱され、再び檜舞台に出ることとなった。デジタルコヒーレント方式は、デジタル信号処理(DSP)とコヒーレント検波を組み合わせ、さらに多値符号変調を用いるによって周波数利用効率を高めるもので、近年のDSP技術の進歩と相まって、特性改善が期待できる。受信器においては、90度ハイブリット回路とヘテロダイン検波とを組み合わせて、偏波回転や線形分散をも含めて、伝送路(光ファイバー)上で生じる伝送品質劣化要因をDSP(電気によるデジタル信号処理)で補正することを特徴とする。通常の設計では、DFBレーザの線幅は数MHz以上あるが、長共振器化することで5kHzの狭線幅を得ているものもある。MZ干渉計では、光入力信号を2つに分け、上下のブランチに位相差を付けて再び合波して出力するもの。上下のブランチの位相差が2πの整数倍の時は同相で合波されるため出力されるが、位相差がπの2n+1倍(nは整数)の時は逆相となるため出力されない。