Bár a spektrum és a spektrum is elektromágneses spektrum, a spektrum és a spektrum elemzési módszerei és vizsgálóeszközei a frekvenciakülönbség miatt meglehetősen eltérőek. Egyes problémákat nehéz megoldani az optikai tartományban, de könnyebb megoldani őket az elektromos tartományba történő frekvenciaátalakítással.
Például a pásztázó diffrakciós rácsot frekvenciaszelektív szűrőként használó spektrométer jelenleg a legszélesebb körben alkalmazott kereskedelmi spektrométerekben. Hullámhossz pásztázási tartománya széles (1 mikron), dinamikus tartománya pedig nagy (több mint 60 dB). A hullámhossz-felbontás azonban körülbelül egy tucat pikométerre (>1 GHz) korlátozódik. Egy ilyen spektrométerrel lehetetlen megahertz vonalszélességű lézerspektrumot közvetlenül megmérni. Jelenleg a DFB és a DBR lehetetlen. A félvezető lézerek vonalszélessége 10 MHz nagyságrendű, a szálas lézerek vonalszélessége pedig a kilohertz nagyságrendnél is kisebb lehet külső üreges technológia alkalmazásával. Nagyon nehéz tovább javítani a spektrométerek felbontási sávszélességét és megvalósítani a rendkívül szűk vonalszélességű lézerek spektrális elemzését. Ez a probléma azonban könnyen megoldható optikai heterodinnal.
Jelenleg az Agilent és az R&S cégek is rendelkeznek 10 Hz-es felbontású spektrográfokkal. A valós idejű spektrográfok a felbontást 0,1 MHz-re is javíthatják. Elméletileg az optikai heterodin technológiával megoldható a millihertzes vonalszélességű lézerspektrumok mérése és elemzése. Áttekintjük az optikai heterodin spektroszkópiai elemzési technológia fejlődéstörténetét, legyen szó kétsugaras optikai heterodin módszerről vagy egysugaras optikai heterodin módszerről DFB lézereknél. A hangolt lézerek időkésleltetéses fehér heterodin módszere és a szűk spektrális vonalszélesség pontos mérése mind spektrumanalízissel valósul meg. Az optikai tartomány spektruma a középfrekvenciás tartományba kerül, amely optikai heterodin technológiával könnyen kezelhető. Az elektromos tartomány spektrumanalizátor felbontása könnyen elérheti a kilohertz vagy akár a hertz nagyságot is. A nagyfrekvenciás spektrumanalizátor esetében a legnagyobb felbontás elérte a 0,1 MHz-et, így könnyen megoldható. A keskeny vonalszélességű lézerspektroszkópia mérése és elemzése, amely a közvetlen spektrális elemzéssel nem megoldható probléma, nagymértékben javítja a spektrális elemzés pontosságát.
A keskeny vonalszélességű lézerek alkalmazásai:
1. Optikai szálas érzékelő kőolajvezetékhez;
2. Akusztikus érzékelők és hidrofonok;
3. Lidar, távolság- és távérzékelés;
4. Koherens optikai kommunikáció;
5. Lézer-spektroszkópia és légköri abszorpció mérése;
6. Lézeres magforrás.
