定义
一种特殊的纯量子力学光态。
图1：相量图，显示具有不同α值的四种相干状态。 请注意，它们的场波动始终相同。 坐标系原点处的状态为真空状态。
术语相干状态（也称为格劳伯状态）由罗伊·J·格劳伯于1963年引入[1]。 （格劳伯因与相干态有关的工作而获得2005年诺贝尔物理学奖。 它与经典术语相干性没有很强的关系，指的是对应于单个谐振器模式的光场的一种特殊的纯量子力学状态。 它的定义如下：
即，作为光子数态（Fock态）的相干叠加态。 复参数α决定了平均光子数（即其平方模量）和相干态的相位。
从上面的方程中可以很容易地发现，在相干状态下找到n个光子的概率由下式给出
其中<n> = |α|2是平均光子数。 这表明相干状态表现出泊松光子统计。 下图显示了不同平均光子数的概率分布。 对于较大的平均光子数（例如，远高于10），分布可以用高斯函数近似，其中方差等于平均光子数。
图2：不同平均光子数的泊松光子数分布。
在某些方面，相干态具有相对接近光场经典状态的性质。 例如，它类似于光场的经典振荡，除了一些叠加的量子噪声，这对于大平均光子数相对较弱。 格劳伯态正交分量的量子噪声相等。
图3：电场对应于具有相对较小的平均光子数的相干状态。 每个点对应于电场的一个量子测量（例如，使用零差检测）。 波动幅度在所有时间（阶段）上都是相等的。 振荡幅度越大，它就不会改变，这意味着相对幅度噪声会变小。
非线性相互作用可以在一个正交分量中将圆形不确定性区域转换为噪声较低的变形区域；这种状态称为光的挤压状态。 当这些光场经历线性损耗时，它们再次被拉向相干状态。
如果忽略长期相位漂移（与Schawlow-Townes线宽有关），则远高于阈值的单频激光器的输出可以接近相干状态。 这适用于高噪声频率。
格劳伯状态的一个特例是 α = 0。 这是真空状态，光子数为零，但仍表现出电场和磁场的量子涨落，有时称为真空噪声。
