Embora tanto o espectro quanto o espectro sejam espectros eletromagnéticos, os métodos de análise e os instrumentos de teste do espectro e do espectro são bastante diferentes devido à diferença de frequência. Alguns problemas são difíceis de resolver no domínio óptico, mas é mais fácil resolvê-los pela conversão de frequência para o domínio elétrico.
Por exemplo, o espectrômetro usando grade de difração de varredura como filtro seletivo de frequência é o mais amplamente utilizado em espectrômetros comerciais atualmente. Sua faixa de varredura de comprimento de onda é ampla (1 mícron) e a faixa dinâmica é grande (mais de 60 dB). No entanto, a resolução do comprimento de onda é limitada a cerca de uma dúzia de picômetros (> 1 GHz). É impossível medir diretamente o espectro do laser com uma largura de linha de megahertz usando tal espectrômetro. Atualmente, DFB e DBR são impossíveis. A largura de linha dos lasers semicondutores é da ordem de 10 MHz, e a largura de linha dos lasers de fibra pode ser menor que a ordem de kilohertz usando a tecnologia de cavidade externa. É muito difícil melhorar ainda mais a largura de banda de resolução dos espectrômetros e realizar a análise espectral de lasers de largura de linha extremamente estreita. No entanto, este problema pode ser facilmente resolvido pelo heteródino óptico.
Atualmente, as empresas Agilent e R&S têm espectrógrafos com largura de banda de resolução de 10 Hz. Os espectrógrafos em tempo real também podem melhorar a resolução para 0,1 MHz. Em teoria, a tecnologia óptica heteródino pode ser usada para resolver o problema de medir e analisar espectros de laser de largura de linha de milihertz. A história do desenvolvimento da tecnologia de análise de espectroscopia óptica heteródino é revisada, seja o método heteródino óptico de feixe duplo ou o método heteródino óptico de feixe único para lasers DFB. O método heteródino branco de atraso de lasers sintonizados e a medição precisa da largura de linha espectral estreita são todos realizados por análise de espectro. O espectro do domínio óptico é movido para o domínio de média frequência, que é fácil de manusear pela tecnologia heteródino óptico. A resolução do analisador de espectro de domínio elétrico pode facilmente atingir a ordem de kilohertz ou mesmo hertz. Para o analisador de espectro de alta frequência, a resolução mais alta atingiu 0,1 mHz, por isso é fácil de resolver. A medição e análise da espectroscopia a laser de largura de linha estreita, que é um problema que não pode ser resolvido por análise espectral direta, melhora muito a precisão da análise espectral.
Aplicações de lasers de largura de linha estreita:
1. Sensor de fibra óptica para oleoduto;
2. Sensores Acústicos e Hidrofones;
3. Lidar, Alcance e Sensoriamento Remoto;
4. Comunicação óptica coerente;
5. Espectroscopia a Laser e Medição de Absorção Atmosférica;
6. Fonte de sementes a laser.
