Sebbene sia lo spettro che lo spettro siano spettri elettromagnetici, i metodi di analisi e gli strumenti di prova dello spettro e dello spettro sono piuttosto diversi a causa della differenza di frequenza. Alcuni problemi sono difficili da risolvere nel dominio ottico, ma è più facile risolverli mediante la conversione di frequenza nel dominio elettrico.
Ad esempio, lo spettrometro che utilizza il reticolo di diffrazione a scansione come filtro selettivo in frequenza è attualmente il più utilizzato negli spettrometri commerciali. La sua gamma di scansione della lunghezza d'onda è ampia (1 micron) e la gamma dinamica è ampia (oltre 60 dB). Tuttavia, la risoluzione della lunghezza d'onda è limitata a circa una dozzina di picometri (>1 GHz). È impossibile misurare direttamente lo spettro laser con una larghezza della linea di megahertz utilizzando un tale spettrometro. Al momento, DFB e DBR sono impossibili. La larghezza di linea dei laser a semiconduttore è dell'ordine di 10 MHz e la larghezza di linea dei laser a fibra può essere inferiore all'ordine di kilohertz utilizzando la tecnologia della cavità esterna. È molto difficile migliorare ulteriormente la larghezza di banda di risoluzione degli spettrometri e realizzare l'analisi spettrale di laser a larghezza di riga estremamente stretta. Tuttavia, questo problema può essere facilmente risolto dall'eterodina ottica.
Al momento, sia le società Agilent che quelle di R&S dispongono di spettrografi con larghezza di banda di risoluzione di 10 Hz. Gli spettrografi in tempo reale possono anche migliorare la risoluzione a 0,1 MHz. In teoria, la tecnologia ottica eterodina può essere utilizzata per risolvere il problema della misurazione e dell'analisi di spettri laser a larghezza di riga in millihertz. Viene esaminata la storia dello sviluppo della tecnologia di analisi della spettroscopia ottica eterodina, sia che si tratti del metodo eterodina ottico a doppio raggio o del metodo eterodina ottico a raggio singolo per i laser DFB. Il metodo dell'eterodina bianca a ritardo di tempo dei laser sintonizzati e la misurazione accurata della larghezza di riga spettrale stretta sono tutti realizzati mediante analisi dello spettro. Lo spettro del dominio ottico viene spostato nel dominio della media frequenza, che è facilmente gestibile dalla tecnologia ottica eterodina. La risoluzione dell'analizzatore di spettro del dominio elettrico può facilmente raggiungere l'ordine di kilohertz o addirittura di hertz. Per l'analizzatore di spettro ad alta frequenza, la risoluzione massima ha raggiunto 0,1 MHz, quindi è facile da risolvere. La misurazione e l'analisi della spettroscopia laser a larghezza di riga ridotta, che è un problema che non può essere risolto mediante l'analisi spettrale diretta, migliora notevolmente l'accuratezza dell'analisi spettrale.
Applicazioni dei laser a larghezza di linea ridotta:
1. Sensore in fibra ottica per oleodotto;
2. Sensori acustici e idrofoni;
3. Lidar, range e telerilevamento;
4. Comunicazione ottica coerente;
5. Spettroscopia Laser e Misura dell'Assorbimento Atmosferico;
6. Sorgente di semi laser.
