Aunque tanto el espectro como el espectro son espectros electromagnéticos, los métodos de análisis y los instrumentos de prueba del espectro y del espectro son bastante diferentes debido a la diferencia de frecuencia. Algunos problemas son difíciles de resolver en el dominio óptico, pero es más fácil resolverlos por conversión de frecuencia al dominio eléctrico.

Por ejemplo, el espectrómetro que usa la red de difracción de barrido como filtro selectivo de frecuencia es el más utilizado actualmente en los espectrómetros comerciales. Su rango de exploración de longitud de onda es amplio (1 micrón) y el rango dinámico es grande (más de 60 dB). Sin embargo, la resolución de la longitud de onda está limitada a una docena de picómetros (> 1 GHz). Es imposible medir directamente el espectro del láser con un ancho de línea de megahertz usando un espectrómetro de este tipo. En la actualidad, DFB y DBR son imposibles. El ancho de línea de los láseres semiconductores es del orden de 10MHz, y el ancho de línea de los láseres de fibra puede ser inferior al orden de los kilohercios utilizando tecnología de cavidad externa. Es muy difícil mejorar aún más el ancho de banda de resolución de los espectrómetros y realizar el análisis espectral de los láseres de ancho de línea extremadamente estrechos. Sin embargo, este problema puede resolverse fácilmente mediante heterodinos ópticos.

En la actualidad, tanto Agilent como las compañías de R&S tienen espectrógrafos con un ancho de banda de resolución de 10 Hz. Los espectrógrafos en tiempo real también pueden mejorar la resolución a 0.1 MHz. En teoría, la tecnología heterodina óptica se puede utilizar para resolver el problema de medir y analizar espectros de láser de ancho de línea de milihertz. Se revisa el historial de desarrollo de la tecnología de análisis de espectroscopía heterodina óptica, ya sea un método heterodino óptico de doble haz o un método heterodino óptico de haz único para los láseres de DFB. El método heterodino de retardo de tiempo de los láseres sintonizados y la medición precisa del ancho de línea espectral estrecho se realizan mediante análisis de espectro. El espectro del dominio óptico se traslada al dominio de frecuencia media, que es fácil de manejar por la tecnología óptica heterodina. La resolución del analizador de espectro del dominio eléctrico puede alcanzar fácilmente el orden de kilohertz o incluso hertz. Para el analizador de espectro de alta frecuencia, la resolución más alta ha alcanzado 0.1 mHz, por lo que es fácil de resolver. La medición y el análisis de la espectroscopia láser de ancho de línea estrecho, que es un problema que no se puede resolver mediante el análisis espectral directo, mejora en gran medida la precisión del análisis espectral.

Aplicaciones de los láseres de ancho de línea estrecho:

1. Sensor de fibra óptica para oleoducto;

2. Sensores acústicos e hidrófonos;

3. Lidar, rango y teledetección;

4. Comunicación óptica coherente;

5. Espectroscopía láser y medición de la absorción atmosférica;

6. Fuente de semilla láser.