In ottica, che è la branca della fisica che si occupa della luce e delle sue proprietà, la lunghezza di coerenza (CL) è la distanza massima che un raggio di luce o un altro fenomeno elettromagnetico può percorrere pur mantenendo un determinato grado di coerenza temporale. La coerenza temporale si riferisce alla forma sinusoidale di un’onda in propagazione e alla capacità di prevedere dove nella sua fase un’onda sarà un momento specifico nel tempo. Se la luce è coerente, rimane in fase con se stessa. Di conseguenza, alcuni testi fanno riferimento anche al tempo di coerenza, che è la lunghezza di coerenza divisa per la velocità della luce.
La lunghezza della coerenza è influenzata da molti fattori: la purezza e la potenza della luce utilizzata, la lunghezza d’onda specifica, la presenza di potenziale dispersione e diffrazione. Sebbene il termine “lunghezza di coerenza” sia utilizzato principalmente in ottica, molti dei concetti dell’ottica sono stati generalizzati a qualsiasi situazione che coinvolga la propagazione di onde, come onde radio, onde sonore e onde di compressione. Viene anche utilizzato nelle discussioni sulla superconduttività, forse perché gli elettroni possono anche essere visti come onde in determinate condizioni.
Un’applicazione significativa della lunghezza di coerenza è l’olografia, la registrazione e la ricreazione di immagini tridimensionali. L’olografia funziona catturando l’interazione tra due raggi laser: un raggio di riferimento e un raggio oggetto. La lunghezza di coerenza del laser utilizzato è la massima differenza di percorso che può essere consentita tra i raggi, quindi serve come limite alla profondità dell’ologramma che può essere registrato. Per un comune laser al neon ad elio da cinque milliwatt, questo CL è limitato a circa 6-8 pollici (15.2-20.3 cm).
Un’altra applicazione della lunghezza di coerenza è nelle telecomunicazioni, la trasmissione di messaggi su un segnale elettromagnetico. Qui il CL è la distanza massima a cui un messaggio può essere inviato senza essere in qualche modo ritrasmesso. Per le onde radio, la lunghezza può essere approssimata dividendo la velocità della luce attraverso quel mezzo per la larghezza di banda del segnale. L’interferenza, la dispersione e la diffrazione possono ridurre questo intervallo. Per le comunicazioni ottiche, il CL è direttamente proporzionale al quadrato della lunghezza d’onda centrale della sorgente e inversamente proporzionale all’indice di rifrazione del mezzo utilizzato e all’ampiezza spettrale del segnale.