Aunque tanto el espectro como el espectro son espectros electromagnéticos, los métodos de análisis y los instrumentos de prueba del espectro y el 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 mediante conversión de frecuencia al dominio eléctrico.
Por ejemplo, el espectrómetro que utiliza una rejilla de difracción de barrido como filtro selectivo de frecuencia es el más utilizado en los espectrómetros comerciales en la actualidad. Su rango de exploración de longitud de onda es amplio (1 micra) y el rango dinámico es grande (más de 60 dB). Sin embargo, la resolución de la longitud de onda está limitada a alrededor de una docena de picómetros (>1 GHz). Es imposible medir directamente el espectro láser con un ancho de línea de megahercios utilizando un espectrómetro de este tipo. En la actualidad, DFB y DBR son imposibles. El ancho de línea de los láseres de semiconductores es del orden de 10 MHz, y el ancho de línea de los láseres de fibra puede ser inferior al orden de los kilohercios mediante el uso de 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 láseres de ancho de línea extremadamente estrecho. Sin embargo, este problema se puede resolver fácilmente mediante heterodino óptico.
En la actualidad, tanto las empresas Agilent como R&S disponen de 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 óptica heterodina se puede utilizar para resolver el problema de medir y analizar espectros láser de ancho de línea de milihercios. Se revisa el historial de desarrollo de la tecnología de análisis de espectroscopía óptica heterodina, ya sea el método heterodino óptico de doble haz o el método heterodino óptico de haz único para láseres DFB. El método heterodino blanco 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 con la tecnología heterodina óptica. La resolución del analizador de espectro de dominio eléctrico puede alcanzar fácilmente el orden de kilohercios o incluso hercios. Para el analizador de espectro de alta frecuencia, la resolución más alta ha llegado a 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 láseres de ancho de línea estrecho:
1. Sensor de fibra óptica para oleoductos;
2. Sensores Acústicos e Hidrófonos;
3. Lidar, alcance y teledetección;
4. Comunicación óptica coherente;
5. Espectroscopía Láser y Medición de Absorción Atmosférica;
6. Fuente de semilla láser.
