Obwohl sowohl Spektrum als auch Spektrum elektromagnetische Spektren sind, unterscheiden sich die Analysemethoden und Testinstrumente für Spektrum und Spektrum aufgrund des Frequenzunterschieds ziemlich stark. Einige Probleme sind im optischen Bereich schwierig zu lösen, es ist jedoch einfacher, sie durch Frequenzumwandlung in den elektrischen Bereich zu lösen.

Zum Beispiel ist das Spektrometer, das ein Abtast-Beugungsgitter als frequenzselektives Filter verwendet, derzeit am häufigsten in kommerziellen Spektrometern verwendet. Der Wellenlängenbereich ist breit (1 Mikrometer) und der dynamische Bereich ist groß (mehr als 60 dB). Die Wellenlängenauflösung ist jedoch auf etwa ein Dutzend Pikometer (> 1 GHz) begrenzt. Mit einem solchen Spektrometer ist es nicht möglich, das Laserspektrum mit einer Linienbreite von Megahertz direkt zu messen. Derzeit sind DFB und DBR nicht möglich. Die Linienbreite von Halbleiterlasern liegt in der Größenordnung von 10 MHz, und die Linienbreite von Faserlasern kann unter Verwendung der externen Hohlraumtechnologie niedriger als die Größenordnung von Kilohertz sein. Es ist sehr schwierig, die Auflösungsbandbreite von Spektrometern weiter zu verbessern und die Spektralanalyse von Lasern mit extrem geringer Linienbreite zu realisieren. Dieses Problem kann jedoch durch optische Überlagerung leicht gelöst werden.

Derzeit verfügen sowohl Agilent- als auch R & S-Unternehmen über Spektrographen mit einer Auflösungsbandbreite von 10 Hz. Echtzeit-Spektrographen können auch die Auflösung auf 0,1 MHz verbessern. Theoretisch kann die optische Heterodyn-Technologie verwendet werden, um das Problem des Messens und Analysierens von Laserspektren in Millihertz-Linienbreite zu lösen. Die Entwicklungsgeschichte der optischen Heterodyn-Spektroskopie-Analysetechnologie wird überprüft, ob es sich um ein Doppelstrahl-Heterodyn-Verfahren oder um ein Einstrahl-Heterodyn-Verfahren für DFB-Laser handelt. Die zeitverzögerte weiße Heterodyn-Methode von abgestimmten Lasern und die genaue Messung der schmalen Spektrallinienbreite werden alle durch Spektrumanalyse realisiert. Das Spektrum des optischen Bereichs wird in den Mittelfrequenzbereich verschoben, der durch die optische Heterodyn-Technologie leicht zu handhaben ist. Die Auflösung des Spektrumsanalysators für elektrische Domänen kann leicht die Größenordnung von Kilohertz oder sogar Hertz erreichen. Für den Hochfrequenzspektrumanalysator hat die höchste Auflösung 0,1 mHz erreicht und ist daher leicht zu lösen. Die Messung und Analyse der Laserspektroskopie mit schmaler Linienbreite, ein Problem, das durch direkte Spektralanalyse nicht gelöst werden kann, verbessert die Genauigkeit der Spektralanalyse erheblich.

Anwendungen von Lasern mit geringer Linienbreite:

1. Sensor für optische Fasern für Erdölpipeline;

2. akustische Sensoren und Hydrophone;

3. Lidar, Reichweite und Fernerkundung;

4. kohärente optische Kommunikation;

5. Laserspektroskopie und atmosphärische Absorptionsmessung;

6. Lasersamenquelle.