Hoewel zowel spectrum als spectrum elektromagnetische spectra zijn, zijn de analysemethoden en testinstrumenten van spectrum en spectrum behoorlijk verschillend vanwege het verschil in frequentie. Sommige problemen zijn moeilijk op te lossen in het optische domein, maar het is gemakkelijker om ze op te lossen door frequentieconversie naar het elektrische domein.
De spectrometer die bijvoorbeeld scanning diffractierooster als frequentieselectief filter gebruikt, wordt momenteel het meest gebruikt in commerciële spectrometers. Het golflengte-scanbereik is breed (1 micron) en het dynamisch bereik is groot (meer dan 60 dB). De golflengteresolutie is echter beperkt tot een tiental picometers (>1 GHz). Het is onmogelijk om met een dergelijke spectrometer het laserspectrum met een lijnbreedte van megahertz direct te meten. Momenteel zijn DFB en DBR onmogelijk. De lijnbreedte van halfgeleiderlasers is in de orde van 10 MHz, en de lijnbreedte van fiberlasers kan lager zijn dan de orde van kilohertz door gebruik te maken van externe holtetechnologie. Het is erg moeilijk om de resolutiebandbreedte van spectrometers verder te verbeteren en de spectrale analyse van extreem smalle lijnbreedtelasers te realiseren. Dit probleem kan echter gemakkelijk worden opgelost door optische heterodyne.
Momenteel hebben zowel Agilent- als R&S-bedrijven spectrografen met een resolutiebandbreedte van 10 Hz. Real-time spectrografen kunnen ook de resolutie verbeteren tot 0,1 MHz. In theorie kan optische heterodyne technologie worden gebruikt om het probleem van het meten en analyseren van millihertz lijnbreedte laserspectra op te lossen. De ontwikkelingsgeschiedenis van optische heterodyne spectroscopie-analysetechnologie wordt beoordeeld, of het nu gaat om een optische heterodyne-methode met dubbele bundel of een optische heterodyne-methode met één bundel voor DFB-lasers. De time-delay witte heterodyne methode van afgestemde lasers en de nauwkeurige meting van smalle spectrale lijnbreedte worden allemaal gerealiseerd door spectrumanalyse. Het spectrum van het optische domein wordt verplaatst naar het middenfrequente domein dat gemakkelijk te hanteren is door optische heterodyne technologie. De resolutie van de spectrumanalysator van het elektrische domein kan gemakkelijk de orde van kilohertz of zelfs hertz bereiken. Voor de hoogfrequente spectrumanalysator heeft de hoogste resolutie 0,1 mHz bereikt, dus het is gemakkelijk op te lossen. De meting en analyse van laserspectroscopie met smalle lijnbreedte, een probleem dat niet kan worden opgelost door directe spectrale analyse, verbetert de nauwkeurigheid van spectrale analyse aanzienlijk.
Toepassingen van lasers met smalle lijnbreedte:
1. Optische vezelsensor voor petroleumpijplijn;
2. akoestische sensoren en hydrofoons;
3. Lidar, afstandsbepaling en teledetectie;
4. Samenhangende optische communicatie;
5. Laserspectroscopie en atmosferische absorptiemeting;
6. Laserzaadbron.
