Bien que le spectre et le spectre soient des spectres électromagnétiques, les méthodes d'analyse et les instruments de test du spectre et du spectre sont assez différents en raison de la différence de fréquence. Certains problèmes sont difficiles à résoudre dans le domaine optique, mais il est plus facile de les résoudre par conversion de fréquence vers le domaine électrique.
Par exemple, le spectromètre utilisant un réseau de diffraction à balayage comme filtre sélectif en fréquence est le plus largement utilisé dans les spectromètres commerciaux à l'heure actuelle. Sa plage de balayage de longueur d'onde est large (1 micron) et sa plage dynamique est importante (plus de 60 dB). Cependant, la résolution en longueur d'onde est limitée à une dizaine de picomètres (>1 GHz). Il est impossible de mesurer directement le spectre laser avec une largeur de raie de mégahertz en utilisant un tel spectromètre. Actuellement, DFB et DBR sont impossibles. La largeur de raie des lasers à semi-conducteurs est de l'ordre de 10 MHz et la largeur de raie des lasers à fibre peut être inférieure à l'ordre du kilohertz en utilisant la technologie à cavité externe. Il est très difficile d'améliorer encore la bande passante de résolution des spectromètres et de réaliser l'analyse spectrale de lasers à largeur de raie extrêmement étroite. Cependant, ce problème peut être facilement résolu par l'hétérodyne optique.
À l'heure actuelle, les sociétés Agilent et R&S ont des spectrographes avec une bande passante de résolution de 10 Hz. Les spectrographes en temps réel peuvent également améliorer la résolution à 0,1 MHz. En théorie, la technologie hétérodyne optique peut être utilisée pour résoudre le problème de la mesure et de l'analyse des spectres laser de largeur de raie millihertz. L'historique du développement de la technologie d'analyse par spectroscopie optique hétérodyne est passé en revue, qu'il s'agisse de la méthode hétérodyne optique à double faisceau ou de la méthode hétérodyne optique à faisceau unique pour les lasers DFB. La méthode hétérodyne blanche temporisée des lasers accordés et la mesure précise de la largeur de raie spectrale étroite sont toutes réalisées par analyse de spectre. Le spectre du domaine optique est déplacé vers le domaine des moyennes fréquences qui est facilement manipulable par la technologie optique hétérodyne. La résolution de l'analyseur de spectre dans le domaine électrique peut facilement atteindre l'ordre du kilohertz voire du hertz. Pour l'analyseur de spectre haute fréquence, la résolution la plus élevée a atteint 0,1 mHz, il est donc facile à résoudre. La mesure et l'analyse de la spectroscopie laser à largeur de raie étroite, qui est un problème qui ne peut être résolu par une analyse spectrale directe, améliore considérablement la précision de l'analyse spectrale.
Applications des lasers à largeur de raie étroite :
1. Capteur à fibre optique pour pipeline pétrolier ;
2. Capteurs acoustiques et hydrophones ;
3. Lidar, télémétrie et télédétection ;
4. Communication optique cohérente ;
5. Spectroscopie laser et mesure de l'absorption atmosphérique ;
6. Source de graine laser.
