Deși atât spectrul cât și spectrul sunt spectre electromagnetice, metodele de analiză și instrumentele de testare ale spectrului și spectrului sunt destul de diferite din cauza diferenței de frecvență. Unele probleme sunt greu de rezolvat în domeniul optic, dar este mai ușor să le rezolvi prin conversia de frecvență în domeniul electric.
De exemplu, spectrometrul care utilizează rețeaua de difracție de scanare ca filtru selectiv de frecvență este cel mai utilizat în prezent în spectrometrele comerciale. Gama sa de scanare a lungimii de undă este largă (1 micron) și intervalul dinamic este mare (mai mult de 60 dB). Cu toate acestea, rezoluția lungimii de undă este limitată la aproximativ o duzină de picometri (>1 GHz). Este imposibil să măsurați direct spectrul laserului cu o lățime de linie de megaherți folosind un astfel de spectrometru. În prezent, DFB și DBR sunt imposibile. Lățimea de linie a laserelor cu semiconductor este de ordinul a 10MHz, iar lățimea de linie a laserelor cu fibră poate fi mai mică decât ordinul kiloherți folosind tehnologia cavității externe. Este foarte dificil să îmbunătățim în continuare lățimea de bandă de rezoluție a spectrometrelor și să realizați analiza spectrală a laserelor cu lățime de linie extrem de îngustă. Cu toate acestea, această problemă poate fi rezolvată cu ușurință prin heterodină optică.
În prezent, atât companiile Agilent, cât și R&S au spectrografe cu o lățime de bandă de rezoluție de 10 Hz. De asemenea, spectrografele în timp real pot îmbunătăți rezoluția la 0,1 MHz. În teorie, tehnologia optică heterodină poate fi utilizată pentru a rezolva problema măsurării și analizării spectrelor laser cu lățimi de linie miliherți. Istoricul dezvoltării tehnologiei de analiză a spectroscopiei optice heterodină este revizuită, fie că este vorba de metoda heterodină optică cu fascicul dublu sau metoda heterodină optică cu fascicul simplu pentru laserele DFB. Metoda heterodină albă cu întârziere în timp a laserelor reglate și măsurarea precisă a lățimii de linii spectrale înguste sunt toate realizate prin analiza spectrului. Spectrul domeniului optic este mutat în domeniul frecvenței medii, care este ușor de gestionat prin tehnologia optică heterodină. Rezoluția analizorului de spectru în domeniul electric poate atinge cu ușurință ordinul kiloherți sau chiar hertzi. Pentru analizorul de spectru de înaltă frecvență, cea mai mare rezoluție a ajuns la 0,1 mHz, deci este ușor de rezolvat. Măsurarea și analiza spectroscopiei laser cu lățime de linie îngustă, care este o problemă care nu poate fi rezolvată prin analiză spectrală directă, îmbunătățește considerabil acuratețea analizei spectrale.
Aplicații ale laserelor cu lățime de linie îngustă:
1. Senzor cu fibră optică pentru conductă de petrol;
2. Senzori acustici și hidrofoane;
3. Lidar, teledetecție și teledetecție;
4. Comunicare optică coerentă;
5. Spectroscopie cu laser și măsurare a absorbției atmosferice;
6. Sursă de semințe laser.
