Även om både spektrum och spektrum är elektromagnetiska spektra, är analysmetoderna och testinstrumenten för spektrum och spektrum ganska olika på grund av skillnaden i frekvens. Vissa problem är svåra att lösa i den optiska domänen, men det är lättare att lösa dem genom frekvensomvandling till den elektriska domänen.
Till exempel är spektrometern som använder avsökningsdiffraktionsgitter som frekvensselektivt filter den mest använda i kommersiella spektrometrar för närvarande. Dess våglängdsavsökningsområde är brett (1 mikron) och dynamiskt område är stort (mer än 60 dB). Våglängdsupplösningen är dock begränsad till ungefär ett dussin pikometer (>1 GHz). Det är omöjligt att direkt mäta laserspektrat med en linjebredd på megahertz med en sådan spektrometer. För närvarande är DFB och DBR omöjliga. Linjebredden för halvledarlasrar är i storleksordningen 10MHz, och linjebredden för fiberlasrar kan vara lägre än storleksordningen kilohertz genom att använda extern kavitetsteknik. Det är mycket svårt att ytterligare förbättra upplösningsbandbredden för spektrometrar och realisera spektralanalysen av lasrar med extremt smal linjebredd. Detta problem kan dock enkelt lösas med optisk heterodyne.
För närvarande har både Agilent och R&S-företag spektrografer med en upplösningsbandbredd på 10 Hz. Realtidsspektrografer kan också förbättra upplösningen till 0,1 MHz. I teorin kan optisk heterodynteknologi användas för att lösa problemet med att mäta och analysera millihertz linjebreddslaserspektra. Utvecklingshistorien för optisk heterodyne spektroskopianalysteknik granskas, oavsett om det är dubbelstråle optisk heterodynmetod eller enkelstråle optisk heterodynmetod för DFB-lasrar. Den tidsfördröjda vita heterodynmetoden för avstämda lasrar och den exakta mätningen av smal spektral linjebredd realiseras alla genom spektrumanalys. Spektrum för den optiska domänen flyttas till medelfrekvensdomänen som är lätt att hantera med optisk heterodynteknologi. Upplösningen för den elektriska domänspektrumanalysatorn kan lätt nå storleksordningen kilohertz eller till och med hertz. För högfrekvensspektrumanalysatorn har den högsta upplösningen nått 0,1 mHz, så det är lätt att lösa. Mätningen och analysen av laserspektroskopi med smal linjebredd, vilket är ett problem som inte kan lösas med direkt spektralanalys, förbättrar avsevärt noggrannheten i spektralanalys.
Tillämpningar av lasrar med smal linjebredd:
1. Optisk fibersensor för petroleumrörledning;
2. Akustiska sensorer och hydrofoner;
3. Lidar, Ranging och Fjärravkänning;
4. Sammanhängande optisk kommunikation;
5. Laserspektroskopi och atmosfärisk absorptionsmätning;
6. Laserfrökälla.
