DE10048434A1

DE10048434A1 - Verfahren zum Regeln des Arbeitpunktes eines Modulators und Verfahren zum Regeln des Arbeitsbereiches eines Modulators sowie zugehörige Ansteuereinheiten

Info

Publication number: DE10048434A1
Application number: DE2000148434
Authority: DE
Inventors: Cornelius Fuerst; Harald Geiger; Klaus Kotten; Georg Mohs
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-18

Abstract

Erläutert wird unter anderem ein Verfahren, bei dem ein Datenmodulator (100) eine modulierte Ausgangsstrahlung abhängig von einem Steuersignal (224, 226) aus einer gepulsten Eingangsstrahlung (114) erzeugt. Aus der Ausgangsstrahlung wird die mittlere Strahlungsleistung erfasst. Weiterhin wird eine periodische Auslenkung des Arbeitspunktes (AP) mit einer Arbeitspunkt-Auslenkungsfrequenz (f2) erzwungen. Abhängig von der Auslenkung des Arbeitspunktes wird ein Regelsignal (110) für das Einregeln des Arbeitsbereiches erzeugt. Die Amplitude des Steuersignals (20) wird abhängig vom Regelsignal (110) geändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Arbeits punktes eines Pulsmodulators mit gepulster oder zeitlich konstanter Eingangsstrahlung, ein Verfahren zum Regeln des Arbeitspunktes eines Datenmodulators mit gepulster Eingangs strahlung sowie ein Verfahren zum Regeln des Arbeitsbereiches eines Pulsmodulators oder eines Daten-Modulators. Der Modula tor erzeugt abhängig von einem Steuersignal aus einer Ein gangsstrahlung eine modulierte Ausgangsstrahlung, beispiels weise im optischen Bereich.

Zur Erzeugung von Pulsen in optischen Nachrichtenübertra gungsnetzen werden stabile Pulsquellen benötigt. Ein einfa ches und kostengünstiges Verfahren für das Erzeugen von Pul sen aus einer sogenannten Dauerstrichlichtquelle mit Hilfe von schnellen optischen Modulatoren ist in der DE 199 24 347.6 beschrieben. Problematisch bei diesem Verfahren ist jedoch die Langzeitstabilität der Pulsquelle. Um Arbeits punkt- bzw. Arbeitsbereichsverschiebungen zu vermeiden, wer den bisher bei niedrigen Datenraten inhärent stabile Modula toren eingesetzt, bei denen die Langzeitstabilität durch aufwendige konstruktive Maßnahmen erreicht wird. Die gleichen Probleme treten bei Datenmodulatoren auf.

Andererseits wird bei einem Datenmodulator mit zeitlich kon stanter Eingangsstrahlung zur Regelung des Arbeitspunktes ein Verfahren eingesetzt, das auf einen Knotenpunkt eines Kennli nienfeldes Bezug nimmt. Auf Grund der starken Nichtlinearität des Kennlinienfeldes des Modulators wird erwartet, dass bei anderen Eingangsgrößen, z. B. einem periodischen Steuersignal anstelle eines nicht periodischen, datenabhängigen Steuersig nals oder einer gepulsten Eingangsstrahlung anstelle einer gleichmäßigen Eingangsstrahlung, auch andere Regelverfahren erforderlich sind. Die Regelung des Arbeitspunktes mit Bezug auf den Knotenpunkt eines Kennlinienfeldes wird deshalb bis her ausschließlich bei Datenmodulatoren durchgeführt, die mit einem nicht periodischen, datenabhängigen Steuersignal ange steuert werden und eine zeitlich konstante Eingangsstrahlung (cw-Betrieb continuous wave) modulieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, zum Regeln des Arbeitspunktes eines Datenmodulators mit gepulster Eingangsstrahlung, zum Regeln des Arbeitspunktes eines Pulsmodulators bzw. zum Re geln des Arbeitsbereiches eines Pulsmodulators oder eines Datenmodulators ein einfaches Verfahren anzugeben, das einen stabilen Arbeitspunkt bzw. einen stabilen Arbeitsbereich des Modulators gewährleistet. Außerdem sollen zugehörige Ansteu ereinheiten angegeben werden.

Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird durch die im Pa tentanspruch 1 bzw. im Patentanspruch 4 angegebenen Verfah rensschritte gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprü chen angegeben.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass der Arbeits punkt bzw. der Arbeitsbereich ein wesentlicher Betriebspara meter des Modulators ist. Verändert sich der Arbeitspunkt bzw. der Arbeitsbereich, so verändern sich auch die durch den Modulator erzeugten Pulse. Der Arbeitspunkt bzw. der Arbeits bereich lässt sich zwar beim Herstellen eines Modulators sehr genau einstellen, driftet jedoch dann abhängig von verschie denen Ursachen ab. Solche Ursachen sind beispielsweise die Alterung des Modulators über die Jahre oder eine sich während des Betriebs des Modulators innerhalb von Minuten ändernde Betriebstemperatur, beispielsweise unmittelbar nach dem Ein schalten.

Die Erfindung geht weiterhin von der Erkenntnis aus, dass der Arbeitspunkt bezüglich der Transmissionskennlinie des Modulators einfach über den Mittelwert des Steuersignals oder mit Hilfe eines Hilfssignals eingestellt werden kann, das letzt lich den Mittelwert des Steuersignals beeinflusst. Weiterhin liegt der Erfindung die Überlegung zu Grunde, dass eine Ab weichung des Ist-Arbeitspunktes von einem vorgegebenen Soll- Arbeitspunkt eine Veränderung der mittleren Ausgangsstrah lungsleistung zur Folge hat. Die mittlere Ausgangsstrahlungs leistung ist die über die Frequenzen gemittelte Strahlungs leistung.

Die Vorgabe eines absoluten Sollwertes für die Regelung des Arbeitspunktes bzw. für die Regelung des Arbeitsbereiches ist ungünstig, weil Verschiebungen und Verzerrungen der Transmis sionskennlinie bei Vorgabe eines absoluten Sollwertes zu Abweichungen führen, die nicht ausgeregelt werden. Deshalb wird für die Regelung auf Kriterien Bezug genommen, die sich relativ zur Transmissionskennlinie des Modulators ändern. Geeignet ist die Ableitung von Funktionen, die von der Trans missionskennlinie abhängen, und/oder ein Knotenpunkt solcher Funktionen, z. B. der Knotenpunkt der Funktionen von Arbeits punkt und der mittleren Strahlungsleistung bei verschiedenen Arbeitsbereichen. Die verschiedenen Arbeitsbereiche lassen sich durch kleine erzwungene Auslenkungen des Arbeitsberei ches hervorrufen. Beispielsweise wird um etwa fünf Prozent bezüglich des Soll-Arbeitsbereiches ausgelenkt.

Deshalb wird bei einem ersten Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Datenmodulator mit gepulster Eingangs strahlung oder bei einem Pulsmodulator aus der Ausgangsstrah lung in mindestens einem vorgegebenen Frequenzbereich die mittlere Strahlungsleistung erfasst. Abhängig von der Auslen kung des Arbeitsbereiches wird ein Regelsignal für das Einre geln des Arbeitspunktes erzeugt. Der Mittelwert des Steuer signals und/oder der Signalwert des Hilfssignals wird abhän gig vom Regelsignal derart geändert, dass die Abweichung von Ist-Arbeitspunkt und Soll-Arbeitspunkt kleiner wird.

Überraschenderweise lässt sich das bisher nur bei einem Da tenmodulator mit zeitlich konstanter Eingangsstrahlung durch geführte Regelverfahren zur Regelung des Arbeitspunktes auf ähnliche Weise auch bei einem Datenmodulator mit gepulster Eingangsstrahlung und bei einem Pulsmodulator mit zeitlich konstanter oder gepulster Eingangsstrahlung ausführen.

Bei einer Weiterbildung des Verfahrens gemäß erstem Aspekt wird die erste Ableitung der Funktion von Arbeitsbereich und mittlerer Strahlungsleistung als Regelgröße eingesetzt. Vor zugsweise wird beim Regeln auf einen Knotenpunkt der Funktio nen von Arbeitspunkt und erfasster Leistung bei verschiedenen Arbeitsbereichen Bezug genommen. Bezug genommen heißt, dass sich der Arbeitspunkt am Knotenpunkt bei nicht verstimmtem Regelkreis einstellt.

Durch die Bezugnahme auf den Knotenpunkt der Funktion lassen sich sowohl kurzfristige Abweichungen des Ist-Arbeitspunktes vom Soll-Arbeitspunkt als auch langfristige Abweichungen auf Grund einer Veränderung der Transmissionskennlinie des Modu lators auf einfache Art ausregeln. Beispielsweise wird die Abweichung der mittleren Strahlungsleistung auf Grund der Auslenkung des Arbeitsbereiches als Regelgröße verwendet. Als Stellgröße dient beispielsweise die Spannung oder der Strom des Steuersignals. Durch die Bezugnahme auf den Knotenpunkt lässt sich die Regelung auch ohne Vorgabe einer Soll-Leistung durchführen.

Alternativ oder kumulativ wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung der Arbeitsbereich geregelt. Bei dem erfindungsge mäßen Verfahren gemäß zweitem Aspekt wird bei einem Puls- oder einem Datenmodulator aus der Ausgangsstrahlung in min destens einem vorgegebenen Frequenzbereich die mittlere Strahlungsleistung erfasst. Abhängig von der Auslenkung des Arbeitspunktes wird ein Arbeitsbereichs-Regelsignal für das Einregeln des Arbeitsbereiches erzeugt. Die Amplitude des Steuersignals wird abhängig vom Arbeitsbereichs-Regelsignal derart geändert, dass die Abweichung von Ist-Arbeitsbereich und Soll-Arbeitsbereich kleiner wird.

Bei einer Weiterbildung des Verfahrens gemäß zweitem Aspekt wird die erste Ableitung der Funktion von Arbeitspunkt und mittlerer Strahlungsleistung als Regelgröße eingesetzt. Bei der Regelung des Arbeitsbereiches wird vorzugsweise auf einen Knotenpunkt der Funktionen von Arbeitsbereich und erfasster Leistung bei verschiedenen Arbeitspunkten Bezug genommen. Durch die Bezugnahme auf den Knotenpunkt der Funktion lassen sich sowohl kurzfristige Abweichungen des Ist-Arbeits bereiches vom Soll-Arbeitsbereich als auch langfristige Ab weichungen auf Grund einer Veränderung der Transmissionskenn linie des Modulators auf einfache Art ausregeln. Beispiels weise wird die Abweichung der mittleren Strahlungsleistung auf Grund der Auslenkung des Arbeitspunktes als Regelgröße verwendet. Als Stellgröße dient beispielsweise die Spannung oder der Strom des Steuersignals. Durch die Bezugnahme auf den Knotenpunkt lässt sich die Regelung auch ohne Vorgabe einer Soll-Leistung durchführen.

Als Regelverfahren werden bei beiden Aspekten die aus der Regelungstechnik bekannten Verfahren eingesetzt, beispiels weise eine Proportional-, eine Proportional-Integral- oder eine Proportional-Integral-Differenzial-Regelung. Die erfass te Leistung lässt sich gegebenenfalls direkt als Regelgröße einsetzen. Sehr gute Regelkreise entstehen jedoch dann, wenn die Regelgröße mit Hilfe einer phasensensitiven Detektion erfasst wird, die auch als Lock-In-Verfahren bekannt ist. Die phasensensitive Detektion hat den Vorteil, dass die Regelung vergleichsweise unabhängig von Störgrößen durchgeführt werden kann, z. B. von Signalrauschen. Eine phasensensitive Detektion wird beispielsweise in dem Buch "Electronic Measurement and Instrumentation", Klaas B. Klaassen, Cambridge University Press, 1996, Seiten 204 bis 210, erläutert.

Eine vorzeichenrichtige Regelgröße lässt sich bei Weiterbil dungen beider Aspekte auf einfache Art gewinnen, wenn eine phasensensitive Detektion eingesetzt wird, die auch als Lock- In-Verfahren bezeichnet wird, siehe beispielsweise Klaas B. Klaassen, "Electronic Measurement and Instrumentation", Cam bridge University Press, 1996, Seiten 204 bis 210. Ein perio disches Arbeitsbereichs-Auslenkungssignal mit einer vorgege benen Arbeitsbereichs-Auslenkungsfrequenz bzw. ein Arbeits punkt-Auslenkungssignal mit einer Arbeitspunkt- Auslenkungsfrequenz wird vorzugsweise zum Steuersignal ad diert oder subtrahiert. Ein von der erfassten Leistung anhän giges Signal wird mit einem periodischen Referenzsignal mul tipliziert, dessen Frequenz mit der Arbeitsbereichs- Auslenkungsfrequenz bzw. mit der Arbeitspunkt-Auslenkungs frequenz übereinstimmt. Ein aus der Multiplikation resultie rendes Signal wird nach einer Tiefpassfilterung und vorzugs weise nach einer folgenden Integration als Regelsignal einge setzt.

Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters bestimmt die Ansprech zeit des Regelkreises, die z. B. zwischen 10 Millisekunden und 100 Millisekunden liegt. Das Auslenkungssignal hat einen kosinus- oder sinusförmigen Verlauf. Eingesetzt werden jedoch auch andere Auslenkungssignale, z. B. mit rechteckpulsförmigem Verlauf.

Der Modulator, dessen Arbeitsbereich geregelt wird, ist bei der Arbeitsbereichsregelung entweder ein Pulsmodulator, der mit einem periodischen Steuersignal vorgegebener Ansteuerfre quenz angesteuert wird, oder ein Datenmodulator, der mit einem von den zu übertragenden Daten abhängigen Steuersignal angesteuert wird, wobei die halbe maximale Datenrate als Ansteuerfrequenz bezeichnet wird.

Die Verfahren gemäß beider Aspekte und deren Weiterbildungen lassen sich unabhängig voneinander einsetzen. Beispielsweise wird nur der Arbeitspunkt geregelt, wenn der Arbeitsbereich hinreichend stabil ist. Jedoch kann gleichzeitig mit dem Arbeitspunkt auch der Arbeitsbereich auf ähnliche Art gere gelt werden. Die Auslenkungsfrequenz für die Regelung des Arbeitspunktes und die Auslenkungsfrequenz für die Regelung des Arbeitsbereiches werden so gewählt, dass die Regelkreise unabhängig voneinander arbeiten. So werden voneinander ver schiedene Auslenkungsfrequenzen eingesetzt, z. B. eine Auslen kungsfrequenz von 3 kHz und eine Auslenkungsfrequenz von 5 kHz. Die Auslenkungsfrequenzen werden so gewählt, dass sowohl beide Grundwellen als auch die Summen- und Differenz frequenzen der Grundwellen untereinander einen so großen Abstand haben, dass eine Filterung mit vertretbarem Aufwand möglich ist. Im Fall einer optimalen Ansteuerung des Modula tors lässt sich in der erfassten Leistung beispielsweise die Summe oder die Differenz beider Auslenkungsfrequenzen erfas sen. Bei Abweichungen vom Regelpunkt, ist auch die Grundwelle des betroffenen Regelkreises erfassbar.

Der Regelkreis für die Regelung des Arbeitspunktes ist bei einer nächsten Weiterbildung nicht verstimmt, so dass der Regelkreis im Soll-Arbeitspunkt bzw. bei Soll-Arbeitsbereich des Modulators auf den Regelpunkt eingeregelt ist, d. h. auf den Knotenpunkt. Insbesondere bei einem Datenmodulator liegt der Soll-Arbeitsbereich ohne Verstimmung des Regelkreises so, dass die Steuerspannung für das Transmissionsmaximum bei einer Periode des Steuersignals etwas überschritten und die Steuerspannung für das Transmissionsminimum etwas unter schritten wird. Dies ist mit einer Erhöhung der Extinktion des Modulators verbunden, d. h. mit einer Vergrößerung der Differenz der Strahlungsleistung beim Übertragen eines Datums mit dem Wert Eins und beim Übertragen eines Datums mit dem Wert Null.

Bei der Regelung des Arbeitsbereiches wird die Eingangsstrah lung des Datenmodulators durch eine Dauerstrichlichtquelle, z. B. eine Laserdiode, oder eine Puls-Lichtquelle erzeugt, z. B. ein Pulsmodulator. Die Eingangsstrahlung des Pulsmodulators wird bei der Regelung des Arbeitspunktes oder des Ar beitsbereiches durch eine Dauerstrichlichtquelle erzeugt, z. B. eine Laserdiode im Dauerbetrieb. Eingesetzt wird aber auch eine Puls-Strahlungsquelle, deren Pulsform durch den Pulsmodulator geändert werden soll.

Die Transmissionskennlinie des Modulators ist beispielsweise kosinus- oder sinusförmig. Eingesetzt werden jedoch auch Modulatoren mit anderen Transmissionskennlinien.

Bei einer Weiterbildung arbeitet der Modulator im GHz- Bereich, z. B. bei 5 GHz oder 20 GHz. Zur Regelung werden niederfrequent arbeitende Bauteile eingesetzt, die z. B. Grenzfrequenzen kleiner 500 kHz bzw. 100 kHz haben. Die Grenzfrequenz liegt also im Kilohertz-Bereich.

Jedoch liegt der vorgegebene Frequenzbereich alternativ auch im Hochfrequenzbereich. Durch die Wahl geeigneter Bereiche lassen sich auf einfache Art Regelsignale erzeugen.

Die Erfindung betrifft außerdem Ansteuereinheiten zur Durch führung der oben genannten Verfahren. Die oben für die Ver fahren genannten technischen Wirkungen gelten auch für die Ansteuereinheiten und deren Weiterbildungen.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Transmissionskennlinie eines Datenmodulators und den Verlauf eines Steuersignals;

Fig. 2 die mittlere Niederfrequenz-Strahlungsleistung abhän gig vom Arbeitspunkt für verschiedene Arbeitsbereiche eines Datenmodulator mit gepulster Eingangsstrahlung;

Fig. 3 die mittlere Niederfrequenz-Strahlungsleistung abhän gig vom Arbeitsbereich für verschiedene Arbeitspunkte des Datenmodulators;

Fig. 4 ein Blockschaltbild für eine niederfrequent arbeiten de Ansteuereinheit des Datenmodulators; und

Fig. 5 Diagramme zur Erläuterung der automatischen Optimie rung der Extinktion des Datenmodulators bei der Arbeitsbe reichsregelung.

Fig. 1 zeigt in ihrem oberen Teil eine Transmissionskennli nie 10 eines Datenmodulators. Auf einer Abszissenachse 12 ist eine Ansteuerspannung U in Volt abgetragen. Eine Ordinaten achse 14 zeigt Transmissionswerte T. Die Transmissionskennli nie 10 hat einen bei der Spannung Null Volt beginnenden kosi nus-artigen Verlauf. Die Transmission sinkt von einem maxima len Wert Eins auf einen nahezu bei Null liegenden Wert bei einer Spannung U1 ab. Mit zunehmender Spannung nimmt die Transmission T wieder zu, bis bei einer Spannung U2 ein Wen depunkt der Transmissionskennlinie 10 erreicht ist. Nimmt die Spannung weiter zu, so wird bei einer Spannung U3 ein Maximum der Transmissionskennlinie 10 erreicht. Der Arbeitspunkt AP1 des Datenmodulators liegt in einem Wendepunkt der Transmissi onskennlinie 10. Der Arbeitsbereich AB1 des Datenmodulators liegt zwischen der Spannung U1 und der Spannung U2 symmet risch um den Arbeitspunkt AP1 herum.

In Fig. 1 sind außerdem ein Arbeitspunkt AP2 in einem Trans missionsmaximum und ein Arbeitspunkt AP3 in einem Transmissi onsminimum gezeigt. Solche Arbeitspunkte werden beispielswei se bei Pulsmodulatoren eingesetzt. Zu den Arbeitspunkten AP2 und AP3 gehören Arbeitsbereiche 2 Vπ, siehe z. B. Arbeitsbe reich AB2 für den Arbeitspunkt AP2. Auch für die Regelung dieser Arbeitspunkte AP2, AP3 bzw. der zugehörigen Arbeitsbe reiche lassen sich Knotenpunkte als Regelpunkte auswählen. Jedoch muss der Regelkreis dann verstimmt werden.

Im unteren Teil der Fig. 1 ist der Spannungsverlauf eines Steuersignals 20 für einen im Arbeitspunkt AP2 betriebenen Pulsmodulator abhängig von der auf einer Abszissenachse 22 abgetragenen Zeit t dargestellt. Eine Ordinatenachse 24 dient zur Darstellung von Spannungswerten U.

Es wird angenommen, dass der Pulsmodulator eine gleichmäßige Eingangsstrahlung hat, sogenannter cw-Betrieb (continuous wave). Das Steuersignal 20 ist periodisch. Erläutert wird im Folgenden der Verlauf des Steuersignals 20 innerhalb einer Periode. Das Steuersignal 20 hat zu einem Zeitpunkt t0 die Spannung U1, bei der der Modulator nur eine minimale Aus gangsstrahlung abstrahlt. Zu einem späteren Zeitpunkt t1 hat das Steuersignal 20 die Spannung U3, bei der die Eingangs strahlung fast ungehindert hindurchlässt. Zu einem Zeitpunkt t2 hat das Steuersignal 20 eine Spannung U4, bei d er der Modulator im Transmissionsminimum arbeitet, so dass kaum Licht vom Modulator übertragen wird. Zu einem späteren Zeit punkt t3 hat das Steuersignal 20 den Spannungswert U3, bei dem die Eingangsstrahlung ungehindert übertragen wird. Zu einem Zeitpunkt t4 hat das Steuersignal 20 wieder den Span nungswert U1, bei dem keine Strahlung vom Modulator übertra gen wird. Benachbarte Zeitpunkte t0 bis t4 haben zueinander gleiche zeitliche Abstände. Durch den Verlauf des Steuersig nals 20 entstehen während einer Periode zwei Lichtimpulse am Ausgang des Modulators. Die Lichtimpulse werden anschließend über einen Lichtwellenleiter übertragen.

Fig. 2 zeigt die mittlere Niederfrequenz-Strahlungsleistung für einen Datenmodulator mit einer gepulsten Eingangsstrah lung abhängig vom Arbeitspunkt für verschiedene Arbeitsberei che. Auf einer Abszissenachse 40 sind Arbeitspunkte in der Einheit Vπ abgetragen, wobei 1 Vπ die Spannungsdifferenz ist, die zwischen Transmissionsmaximum und Transmissionsminimum der Transmissionskennlinie 10 auftritt. Eine Ordinatenachse 42 zeigt normierte Werte für die mittlere Strahlungsleistung.

Leistungsfunktionen 50 bis 60 zeigen in dieser Reihenfolge den Zusammenhang zwischen Arbeitspunkt und mittlerer Strah lungsleistung für Arbeitsbereiche von 1,5 Vπ bis 0,5 Vπ in Schritten von 0,1 Vπ. Die Leistungsfunktionen 50 bis 60 haben in dieser Reihenfolge beim Arbeitspunkt 0 Vπ Werte für die mittlere Strahlungsleistung von etwa 0,29; 0,27; 0,24; 0,22; 0,2; 0,17; 0,14; 0,12; 0,09; 0,07 und 0,05. Die Leistungs funktionen 50 bis 54 sind in dem in Fig. 2 dargestellten Arbeitspunktbereich fallende Funktionen. Die Leistungsfunkti on 55 hat einen etwa konstanten Wert. Die Leistungsfunktionen 56 bis 60 steigen von Arbeitspunkten 0,0 Vπ bis 1,0 Vπ an. Die Leistungsfunktionen 50 bis 60 schneiden sich in einem gemeinsamen Knotenpunkt KP1, der beim Soll-Arbeitspunkt 0,5 Vπ, siehe gestrichelte Linie 62, und bei einem Wert von etwa 0,175 für die mittlere Strahlungsleistung liegt. Die Leis tungsfunktionen 50 und 60 sind somit Einhüllende für die Leistungsfunktionen 51 bis 59.

Zur Regelung des Arbeitsbereiches wird eine Auslenkung des Arbeitspunktes erzwungen, siehe Pfeil 64 für die Amplitude 0,9 Vπ , d. h. Leistungsfunktion 56, und einem Arbeitspunkt von 0,4 Vπ. Auf Grund dieser Auslenkung lässt sich mit Hilfe eines Lock-In-Verfahrens die erste Ableitung der Leistungs funktion 56 bestimmen. Die erste Ableitung dient als Regel größe für die Einstellung des Arbeitsbereiches. Für eine zwischen den Leistungsfunktionen 55 und 54 liegende Leis tungsfunktion ist die erste Ableitung bezüglich des Arbeits punktes Null, d. h. hier liegt der Soll-Arbeitsbereich. Diese Regelung ist unabhängig vom momentanen Arbeitspunkt.

Fig. 3 zeigt die mittlere Niederfrequenz-Strahlungsleistung abhängig vom Arbeitsbereich für verschiedene Arbeitspunkte. Auf einer Abszissenachse 70 sind Arbeitsbereiche in der Ein heit Vπ abgetragen. Eine Ordinatenachse 72 zeigt normierte Werte für die mittlere Strahlungsleistung. Leistungsfunktio nen 80 bis 90 zeigen in dieser Reihenfolge den Zusammenhang zwischen Arbeitsbereich und mittlerer Strahlungsleistung für Arbeitspunkte von 1,0 Vπ bis 0 Vπ in Schritten von 0,1 Vπ. Die Leistungsfunktionen 80 bis 90 haben in dieser Reihenfolge beim Arbeitsbereich 0 Vπ Werte für die mittlere Strahlungs leistung von etwa 0,3; 0,29; 0,275; 0,25; 0,225; 0,175; 0,14; 0,1; 0,075; 0,06 und 0,05. Die Leistungsfunktionen 80 bis 84 sind in dem in Fig. 3 dargestellten Bereich für die Arbeits punktbereiche fallende Funktionen. Die Leistungsfunktion 85 hat einen konstanten Wert. Die Leistungsfunktionen 86 bis 90 steigen von Arbeitsbereichen 0,5 Vπ bis 1,5 Vπ an. Die Leis tungsfunktionen 80 bis 90 schneiden sich in einem gemeinsamen Knotenpunkt KP2, der beim Soll-Arbeitsbereich von 1,0914 Vπ, siehe gestrichelte Linie 92, und bei einem Wert von etwa 0,175 für die mittlere Strahlungsleistung liegt. Die Leis tungsfunktionen 80 und 90 sind somit Einhüllende für die Leistungsfunktionen 81 bis 89.

Zur Regelung des Arbeitspunktes wird eine Auslenkung des Arbeitsbereichs erzwungen, siehe Pfeil 94 für den Arbeits punkt 0,4 Vπ und den Arbeitsbereich 1,0914 Vπ. Auf Grund dieser Auslenkung lässt sich mit Hilfe eines Lock-In- Verfahrens die erste Ableitung der Leistungsfunktion 86 bestimmen. Die erste Ableitung dient als Regelgröße für die Einstellung des Arbeitspunktes. Für die Leistungsfunktion 85, d. h. für den Arbeitspunkt 0,5, ist die erste Ableitung bezüg lich des Arbeitsbereiches Null, d. h. hier liegt der Soll- Arbeitspunkt. Diese Regelung arbeitet unabhängig vom Arbeits bereich.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild für eine niederfrequent arbeitende Ansteuereinheit 101 eines Datenmodulators 100. Die Ansteuereinheit enthält eine Fotodiode 102 mit einer Grenz frequenz im kHz-Bereich, eine Arbeitspunkt-Regelschaltung 104 und eine Arbeitsbereichs-Regelschaltung 106. Die Ansteuerein heit 101 dient zur Ansteuerung des Datenmodulators 100, der ein sogenanntes Mach-Zehnder-Interferometer (MZI) enthält und die Transmissionskennlinie 10 hat, siehe Fig. 1. Der Modula tor 100 moduliert die von einem Pulsmodulator 114 erzeugte Strahlung abhängig von einer durch die Arbeitspunkt-Regel schaltung 104 erzeugten Arbeitspunkt-Regelspannung 108, ab hängig von einer durch die Arbeitsbereichs-Regelschaltung 106 erzeugten Arbeitsbereichs-Regelspannung 110 und abhängig von Daten 112. Der Pulsmodulator 114 erzeugt Lichtimpulse mit einer Frequenz, die der maximalen Datenrate des Datenmodula tors 100 entspricht, z. B. einer Frequenz von 10 GHz.

Die modulierte Ausgangsstrahlung wird an einem Strahlungstei ler 116 im Verhältnis von etwa 1 : 10 geteilt. Der Großteil der modulierten Strahlung wird einem nicht dargestellten Glasfa serkabel zugeführt. Der kleinere Teil der Ausgangsstrahlung wird vom Strahlungsteiler 116 mit Hilfe eines Lichtwellenlei ters 118 zur Fotodiode 102 übertragen.

Der durch die Fotodiode 102 fließende Strom hängt von der auf die Fotodiode 102 auftreffenden Strahlung ab. Das von der Strahlung abhängige Stromsignal bzw. ein daraus gewonnenes Spannungssignal wird als Eingangssignal für die Arbeitspunkt- Regelschaltung 104 und als Eingangssignal für die Arbeitsbe reichs-Regelschaltung 106 genutzt, siehe Pfeile 120 und 122.

Die Arbeitspunkt-Regelschaltung 104 enthält eine Multiplika tionseinheit 124, die das von der Fotodiode 102 kommende Signal mit einem Referenzsignal multipliziert. Das Referenz signal hat eine Referenzfrequenz f1 und wird durch einen Signalgenerator 126 erzeugt. Für die Spannung u_r(t) des Refe renzsignals gilt:

u_r(t) = u _r.cos(ωt + Φ1) (1),

wobei u_r(t) der Momentanwert der Spannung des Referenzsignals abhängig von der Zeit t, u _r der Maximalwert der Spannung des Referenzsignals, ω proportional zur Referenzfrequenz f1 und Φ1 eine einstellbare Phase sind.

Der Signalgenerator 126 dient außerdem zur Auslenkung des Arbeitsbereiches gemäß einer Auslenkungsfrequenz f1, siehe Pfeil 127. Die Auslenkungsfrequenz f1 stimmt mit der Refe renzfrequenz f1 überein. Die Spannung u_i des von der Fotodio de 102 ausgegebenen Eingangssignals für die Multiplikations einheit 124 enthält somit ebenfalls einen Signalanteil, des sen Amplitudenwert sich gemäß der Funktion cos2πf1t bzw. cosωt ändert. Die Multiplikationseinheit 124 erzeugt ein Ausgangssignal, das neben Anteilen mit der Referenzfrequenz ω und Anteilen mit Vielfachen dieser Frequenz auch einen Gleichanteil enthält. Der Gleichanteil ist ein Maß für die erste Ableitung der in Fig. 3 dargestellten Leistungsfunkti on für den jeweils aktuellen Arbeitspunkt. Der Gleichanteil wird mit Hilfe eines Tiefpassfilters 128 herausgefiltert und zu einer folgenden Integriereinheit 130 übertragen. Signalan teile mit der Referenzfrequenz ω und Signalanteile mit einer Frequenz, die einem Vielfachen der Referenzfrequenz ω ent spricht, werden durch das Tiefpassfilter 128 stark gedämpft und gelangen somit nicht zur Integriereinheit 130. Die Integ riereinheit 130 integriert das an ihrem Eingang liegende Signal über die Zeit und bildet somit den Integrieranteil der Regelung zur Regelung des Arbeitspunktes.

Ausgangsseitig ist die Integriereinheit 130 mit dem Eingang eines Summiergliedes 132 verbunden. Der andere Eingang des Summiergliedes 132 ist mit einem Ausgang eines Signalgenera tors 142 verbunden, an dem ein Arbeitspunkt-Auslenkungssignal anliegt, dessen Wert sich gemäß einer Kosinus-Funktion mit der Auslenkungsfrequenz f2 ändert. Der Ausgang des Summier gliedes 132 bildet auch den Ausgang der Arbeitsbereichs- Regelschaltung 104.

Durch die Einstellung der Phase Φ1 lässt sich erreichen, dass die Arbeitspunkt-Regelschaltung 104 den Puls-Modulator 100 so ansteuert, dass der Arbeitspunkt auf 0,5 Vπ eingere gelt wird. Die Auslenkungsfrequenz ω wird geeignet gewählt und liegt beispielsweise im kHz-Bereich, z. B. bei 5 kHz.

Die Arbeitsbereichs-Regelschaltung 106 hat einen ähnlichen Aufbau und damit auch ähnliche Funktionen wie die Arbeits punkt-Regelschaltung 104. So enthält die Arbeitsbereichs- Regelschaltung 106 in der Reihenfolge vom Eingang zum Ausgang eine Multiplikationseinheit 134, ein Tiefpassfilter 136, eine Integriereinheit 138 und ein Summierglied 140. Der andere Eingang des Summiergliedes 140 ist mit dem Signalgenerator 126 verbunden. Außerdem enthält die Arbeitsbereichs- Regelschaltung 106 den Signalgenerator 142. Der Signalgenera tor 142 erzeugt ein sinusförmiges Wechselsignal mit einer Frequenz f2, das an dem anderen Eingang des Summiergliedes 132 anliegt und zur Auslenkung des Arbeitspunktes dient. An die Multiplikationseinheit 134 gibt der Signalgenerator 142 außerdem ein Referenzsignal aus, das ebenfalls eine Referenz frequenz f2 hat.

Auf Grund der Multiplikation in der Multiplikationseinheit 134 wird beim Betrieb der Arbeitsbereichs-Regelschaltung 106 aus dem von der Fotodiode 102 kommenden Signal eine Signal komponente selektiert, die der ersten Ableitung der zum aktu ellen Arbeitsbereich gehörenden Leistungsfunktion entspricht, siehe Fig. 2. Bei der Multiplikation wird der Amplitudenwert dieser Signalkomponente zu einem Gleichanteil, der mit Hilfe des Tiefpassfilters 136 herausgefiltert wird. Der Gleichan teil wird in der Integriereinheit 138 über die Zeit integ riert und mit Hilfe des Summiergliedes 140 am Ausgang der Arbeitsbereichs-Regelschaltung 106 ausgegeben.

Der Ausgang des Summiergliedes 140 liefert die Arbeitsbe reichs-Regelspannung 110. Diese Regelspannung 110 dient zur Einstellung der Verstärkung eines Verstärkers 146. Am Eingang des Verstärkers 146 liegt ein Signal an, das sich abhängig von den Daten 112 ändert. Ein Ausgangssignal 148 des Verstär kers 146 stimmt bereits bis auf den Mittelwert mit dem Steu ersignal 20 überein und wird zur Ansteuerung des Datenmodula tors 100 genutzt.

Durch geeignete Wahl der Phase Φ2 des Signalgenerators 142 lässt sich erreichen, dass der Ist-Arbeitsbereich im Wesent lichen mit dem Soll-Arbeitsbereich AB1 übereinstimmt, siehe Fig. 1. Zusätzlich tritt eine Optimierung der Extinktion auf, die zu einem Soll-Arbeitsbereich führt, der etwas von dem in Fig. 1 dargestellten Arbeitsbereich AB1 abweicht.

Durch geeignete Wahl der Referenzfrequenzen f1 und f2 kann erreicht werden, dass die Regelung des Arbeitspunktes unab hängig von der Regelung des Arbeitsbereiches ist. Geeignete Werte sind beispielsweise 5 kHz und 7 kHz. Die Ansprechzeit des Regelkreises wird durch die Grenzfrequenz der Tiefpass filter 128 bzw. 136 bestimmt. Typische Ansprechzeiten liegen zwischen 10 Millisekunden und 100 Millisekunden. Die Fotodio de 102 hat außerdem eine Bandbreite, die oberhalb beider Auslenkungsfrequenzen f1 und f2 liegt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Langzeitstabi lität des Arbeitspunktes ausreichend. Geregelt werden muss deshalb nur der Arbeitsbereich.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird an Stelle des Pulsmodulators 114 eine Laserdiode eingesetzt, die im Dauer strichbetrieb arbeitet.

Fig. 5 zeigt Diagramme 200 bis 206 zur Erläuterung der auto matischen Optimierung der Extinktion des Datenmodulators 100 bei der Arbeitsbereichsregelung. Die Diagramme 200 und 202 betreffen eine Betriebsart, bei der der Arbeitspunkt im Wen depunkt der Transmissionskennlinie 10, siehe Fig. 1, und der Arbeitsbereich genau zwischen Transmissionsminimum und Trans missionsmaximum liegt. Dies ist durch eine Verstimmung des Regelkreises für den Arbeitsbereich zu erreichen.

Die Diagramme 204 und 206 betreffen eine Betriebsart, bei der der Arbeitspunkt im Wendepunkt der Transmissionskennlinie 10 liegt, siehe Fig. 1. Der Arbeitsbereich unterschreitet die Spannung für das Transmissionsminimum etwas. Die Spannung für das Transmissionsmaximum wird etwas überschritten. Der Ar beitsbereich erstreckt sich über einen Bereich von 1,0914 Vπ. Der Arbeitsbereichs-Regelkreis ist in der zweiten Betriebsart nicht verstimmt.

Das Diagramm 202 bzw. das Diagramm 206 ist eine vergrößerte Darstellung des rechten Teils des Diagramms 200 bzw. 204, siehe Pfeile 210, 212 bzw. 214, 216.

Die Abszissenachsen der Diagramme 200 bis 206 zeigen die auf die Dauer zur Übertragung eines Bits normierte Zeit. Die Ordinatenachsen zeigen die Funktionswerte von jeweils vier Funktionen. Durchgezogen dargestellte Linien zeigen Funktio nen 220 bzw. 222 der Eingangsstrahlung des Modulators, z. B. des Modulators 100, siehe Fig. 4, für die erste Betriebsart bzw. für die zweite Betriebsart. Die Eingansstrahlung ist gepulst. In den Diagrammen 200 und 204 sind jeweils zwei Eingangsimpulse dargestellt. Der jeweils linke Impuls tritt zeitlich vor dem rechten Impuls auf, so dass die Impulse im Folgenden als erster Impuls und als zweiter Impuls bezeichnet werden. Die Funktionen 220 und 222 haben den gleichen Ver lauf.

Gestrichelt dargestellte Linien zeigen Funktionen 224 und 226 der Spannung des Steuersignals für die erste Betriebsart bzw. für die zweite Betriebsart. Eine obere Halbwelle der Funktio nen 224 bzw. 226 dient zur Übertragung eines Bits mit dem Wert Eins. Die obere Halbwelle tritt gleichzeitig mit dem ersten im Diagramm 200 bzw. 204 dargestellten Eingangsimpuls auf. Eine untere Halbwelle der Funktionen 224 bzw. 226 dient zur Übertragung eines Bits mit dem Wert Null. Die untere Halbwelle tritt gleichzeitig mit dem zweiten im Diagramm 200 bzw. 204 dargestellten Eingangsimpuls auf.

Gepunktet dargestellte Linien zeigen Funktionen 228 bzw. 230 der Transmission des Modulators in der ersten Betriebsart bzw. in der zweiten Betriebsart. Die Funktion 228 hat einen Verlauf, der etwa dem Verlauf der Funktionen 224 entspricht. Die Funktion 230 hat in weiten Bereichen einen ähnlichen Verlauf, wie die Funktion 226. Wesentliche Abweichungen der Funktionen 230 und 226 treten beim Minimum der Funktion 226 auf. Am Minimum der Funktion 226 hat die Funktion 230 ein lokales Maximum, dessen Lage mit der Lage eines unten erläu terten Nebenmaximums der Funktion 234 übereinstimmt.

Strich-Punkt-Linien zeigen Funktionen 232 und 234 der Aus gangsstrahlung des Modulators in der ersten Betriebsart bzw. in der zweiten Betriebsart. Im Bereich des ersten Impulses im Diagramm 200 bzw. 204 stimmt der Verlauf der Funktion 232 bzw. 234 mit dem Verlauf der Funktion 220 bzw. 222 nahezu überein und ist deshalb im Diagramm 200 bzw. 204 nicht zu erkennen. Im Bereich des zweiten Impulses verlaufen die Funk tionen 232 und 234 nahe Null. In den vergrößerten Darstellun gen der Diagramme 202 und 204 ist zu erkennen, dass die durch die Funktionen 232 bzw. 234 dargestellte Ausgangsstrahlungs leistung während der Übertragung eines Bits mit dem Wert Null von Null abweicht. Die Funktion 232 hat im dargestellten Bereich zwei Maxima mit Funktionswerten M1, zwischen denen ein Minimum liegt, dessen Funktionswert mit den Funktionswer ten an den Rändern des dargestellten Ausschnitts überein stimmt. Die Funktion 234 hat im dargestellten Bereich zwei Maxima mit Funktionswerten M2, zwischen denen ein kleineres Nebenmaximum liegt. Zwischen den Maxima fällt der Funktions wert wieder auf den Funktionswert an den Grenzen des darge stellten Bereiches.

Beim Übertragen eines Bits mit dem Wert Null ist der Maximal wert M1 der durch die Funktion 232 dargestellten Ausgangs strahlung des Modulators in der ersten Betriebsart wesentlich größer als der Maximalwert M2 der durch die Funktion 234 dargestellten Ausgangsstrahlung des Modulators in der zweiten Betriebsart. Auf Grund des um etwa 26 Prozent verringerten Maximalwertes M2 im Vergleich zum Maximalwert M1 ist die Extinktion des Modulators in der zweiten Betriebsart größer.

Bezugszeichenliste

10

Transmissionskennlinie

12

Ordinatenachse

14

Abszissenachse
T Transmission
U1 bis U4 Spannung
AP1 bis AP3 Arbeitspunkt
AB1, AB2 Arbeitsbereich

20

Steuersignal

22

Ordinatenachse

24

Abszissenachse
t Zeit
t0 bis t4 Zeitpunkt

40

Abszissenachse

42

Ordinatenachse

50

bis

60

Leistungsfunktion

62

gestrichelte Linie

64

Pfeil
KP1 Knotenpunkt

70

Abszissenachse

72

Ordinatenachse

80

bis

90

Leistungsfunktion

92

gestrichelte Linie
KP2 Knotenpunkt

100

Datenmodulator

101

Ansteuereinheit

102

Fotodiode

104

Arbeitspunkt-Regelschaltung

106

Arbeitsbereichs-Regelschaltung

108

Arbeitspunkt-Regelspannung

110

Arbeitsbereichs-Regelspannung

112

Daten

114

Pulsmodulator

116

Strahlungsteiler

118

Lichtwellenleiter

120

,

122

Pfeil

124

Multiplikationseinheit

126

Signalgenerator

127

Pfeil

128

Tiefpassfilter

130

Integriereinheit

134

Multiplikationseinheit

136

Tiefpassfilter

138

Integriereinheit

140

Summierglied

142

Signalgenerator

144

Generatorschaltung

146

Verstärker

148

Ausgangssignal

200

bis

208

Diagramm

210

bis

216

Pfeil

220

bis

234

Funktion
M1, M2 Maximalwert

Claims

1. Verfahren zum Regeln des Arbeitspunktes (AP) eines Da tenmodulators (100),
bei dem ein Datenmodulator (100) abhängig von einem datenab hängigen Steuersignal (20) aus einer gepulsten Eingangsstrah lung (114) eine modulierte Ausgangsstrahlung oder bei dem ein Pulsmodulator abhängig von einer Eingangsstrahlung eine modu lierte Ausgangsstrahlung erzeugt,
der Arbeitspunkt (AP1) des Modulators (100) bezüglich seiner Transmissionskennlinie (10) vom Mittelwert des Steuersignals (20) oder vom Signalwert eines Hilfssignals (108) abhängt,
der Arbeitsbereich (AB1) des Modulators (100) bezüglich der Transmissionskennlinie (10) von der Amplitude des Steuersig nals (20) abhängt,
aus der Ausgangsstrahlung die mittlere Strahlungsleistung erfasst wird,
eine periodische Auslenkung des Arbeitsbereiches (AB1) mit einer Arbeitsbereichs-Auslenkungsfrequenz (f1) erzwungen wird,
abhängig von der Auslenkung des Arbeitsbereiches (AB1) ein Regelsignal (108) für das Einregeln des Arbeitspunktes (AP1) erzeugt wird,
und bei dem der Mittelwert des Steuersignals (20) und/oder der Signalwert des Hilfssignals (108) abhängig vom Regelsig nal geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die erste Ableitung der Funktion von Arbeitsbereich und mittlerer Strahlungsleistung als Regelgrö ße eingesetzt wird, und dass vorzugsweise beim Regeln auf einen Knotenpunkt der Funktionen von Arbeitspunkt und mittlerer Strahlungsleistung für verschiedene Arbeitsbereiche Bezug genommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass zum Regeln eine phasensensitive Detektion eingesetzt wird,
wobei ein Arbeitsbereich-Auslenkungssignal mit der Arbeitsbe reichs-Auslenkungsfrequenz (f1) vorzugsweise dem Steuersignal (20) additiv oder subtraktiv überlagert wird,
ein von der erfassten Leistung abhängiges Signal mit einem periodischen Referenzsignal multipliziert wird (124), dessen Frequenz mit der Arbeitsbereichs-Auslenkungsfrequenz (f1) übereinstimmt,
und wobei ein aus der Multiplikation resultierendes Signal nach einer Tiefpassfilterung (128) und vorzugsweise folgender Integration (130) zur Änderung des Mittelwertes des Steuer signals (20) und/oder des Signalwertes des Hilfssignals (108) eingesetzt wird.

4. Verfahren zum Regeln des Arbeitsbereiches (AB) eines Modulators (100),
bei dem ein Modulator (100) abhängig von einem Steuersignal (20) aus einer Eingangsstrahlung (114) eine modulierte Aus gangsstrahlung erzeugt,
der Arbeitspunkt (AP1) des Modulators (100) bezüglich seiner Transmissionskennlinie (10) vom Mittelwert des Steuersignals (20) oder vom Signalwert eines Hilfssignals (108) abhängt,
der Arbeitsbereich (AB1) des Modulators (100) bezüglich der Transmissionskennlinie (10) von der Amplitude des Steuersig nals (20) abhängt,
aus der Ausgangsstrahlung die mittlere Strahlungsleistung erfasst wird,
eine periodische Auslenkung des Arbeitspunktes (AP1) mit einer Arbeitspunkt-Auslenkungsfrequenz (f2) erzwungen wird,
abhängig von der Auslenkung des Arbeitspunktes (AP1) ein Regelsignal (110) für das Einregeln des Arbeitsbereiches (AB1) erzeugt wird,
und bei dem die Amplitude des Steuersignals (20) abhängig vom Regelsignal geändert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die erste Ableitung der Funktion von Arbeitspunkt und mittlerer Strahlungsleistung als Regelgröße eingesetzt wird, und dass vorzugsweise beim Regeln des Arbeitsbereiches auf einem Knotenpunkt der Funktionen von Arbeitsbereich und mitt lerer Strahlungsleistung für verschiedene Arbeitspunkte Bezug genommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass zum Regeln eine phasensensitive Detek tion eingesetzt wird,
wobei ein Arbeitspunkt-Auslenkungssignal mit der Arbeits punkt-Auslenkungsfrequenz (f2), vorzugsweise dem Steuersig nal, (20) additiv oder subtraktiv überlagert wird,
ein von der erfassten Leistung abhängiges Signal mit einem periodischen Referenzsignal multipliziert wird (134), dessen Frequenz mit der Arbeitspunkt-Auslenkungsfrequenz (f2) über einstimmt,
und wobei ein aus der Multiplikation resultierendes Signal nach einer Tiefpassfilterung (136) und vorzugsweise folgender Integration (138) zur Änderung der Amplitude des Steuersig nals (20) eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator (100) ein Datenmodulator ist, der mit einem von Daten abhän gigen Steuersignal (20) angesteuert wird, oder dass der Modulator (100) ein Puls-Modulator ist, der mit einem periodischen Steuersignal angesteuert wird.

8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 und einem der Patentansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitspunkt und der Arbeitsbereich desselben Modulators (100) geregelt werden,
und dass vorzugsweise die Arbeitsbereichs-Auslenkungsfrequenz (f1) und die Arbeitspunkt-Auslenkungsfrequenz (f2) voneinan der verschiedene Frequenzwerte haben.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis nicht verstimmt wird, und dass bei einem Soll-Arbeitspunkt im Wendepunkt der Trans missionskennlinie (10) der Arbeitsbereich vorzugsweise den Steuersignalwert für das Transmissionsmaximum überschreitet und/oder den Steuersignalwert für das Transmissionsminimum unterschreitet.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis verstimmt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs strahlung bei einem Pulsmodulator mit einer Dauerstrichlicht quelle (114) oder mit einer Puls-Lichtquelle erzeugt wird, oder dass bei der Regelung des Arbeitsbereiches eines Daten modulator, dessen Eingangsstrahlung mit Hilfe einer Dauer strichlichtquelle (114) oder mit einer Puls-Lichtquelle er zeugt wird.

12. Ansteuereinheit (101) für einen Modulator (100),
mit einer Wandlereinheit (102), die abhängig von der Aus gangsstrahlung eines Datenmodulators (100) mit gepulster Eingangsstrahlung oder abhängig von der Ausgangsstrahlung eines Pulsmodulators ein Ausgangssignal (120) erzeugt, dessen Signalwert ein Maß für die mittlere Strahlungsleistung ist,
mit einer Arbeitsbereichs-Auslenkungseinheit (126) zum perio dischen Auslenken des Arbeitsbereichs gemäß einem Arbeitsbe reichs-Auslenkungssignal mit einer Arbeitsbereichs- Auslenkungsfrequenz (f1),
mit einer Arbeitspunkt-Regeleinheit (104) zum Erzeugen eines Arbeitspunkt-Regelsignals (108) für das Einregeln des Ar beitspunktes (AP1) abhängig vom Ausgangssignal der Wandler einheit (102) und abhängig von der Auslenkung des Arbeitsbe reiches (AB1),
und mit einer Einstelleinheit zum Verändern des Mittelwertes eines Steuersignals (20) des Modulators (100) oder zum Verän dern des Signalwertes eines den Mittelwert des Steuersignals (20) beeinflussenden Hilfssignals (108) abhängig vom Regel signal (108).

13. Ansteuereinheit (101) nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerein heit (101) so aufgebaut ist, dass bei ihrem Betrieb ein Ver fahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, 8 oder einem der Patentansprüche 9 bis 12 soweit auf Patentanspruch 1 rückbezogen ausgeführt wird.

14. Ansteuereinheit (101) nach Patentanspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (104) enthält:
mindestens einen niederfrequenten Signalgenerator (126) zum Erzeugen eines Referenzsignals und des Arbeitsbe reichs-Auslenkungssignals,
eine der Wandlereinheit (102) und dem Signalgenerator (126) nachgeschaltete Multiplikationseinheit (124),
eine der Multiplikationseinheit (124) nachgeschaltete Tief passfilter-Einheit (128), die nur Signale mit einer Frequenz durchlässt, die kleiner als eine untere Grenzfrequenz ist, vorzugsweise kleiner als die Frequenz des Referenzsignals,
eine der Tiefpassfilter-Einheit (128) nachgeschaltete Inte griereinheit (130), die das Signal an ihrem Eingang über die Zeit integriert.

15. Ansteuereinheit (101) für einen Modulator (100),
mit einer Wandlereinheit (102), die abhängig von der Aus gangsstrahlung eines Modulators (100) ein Ausgangssignal (122) erzeugt, dessen Signalwert ein Maß für die mittlere Strahlungsleistung ist,
mit einer Arbeitspunkt-Auslenkungseinheit (142) zum periodi schen Auslenken des Arbeitspunktes (AP1) gemäß einem Arbeitspunkt-Auslenkungssignal mit einer Arbeitspunkt- Auslenkungsfrequenz (f2),
mit einer Arbeitsbereichs-Regeleinheit (106) zum Erzeugen eines Regelsignals (110) für das Regeln des Arbeitsbereiches (AB1) abhängig vom Ausgangssignal (122) der Wandlereinheit (102) und abhängig von der Auslenkung des Arbeitspunktes (AP1),
und mit einer Einstelleinheit (146) zum Verändern der Ampli tude des Steuersignals (20) abhängig vom Regelsignal (110).

16. Ansteuereinheit (101) nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerein heit (101) so aufgebaut ist, dass bei ihrem Betrieb ein Ver fahren nach einem der Patentansprüche 4 bis 8 oder einem der Patentansprüche 9 bis 12 soweit auf Patentanspruch 4 rückbe zogen ausgeführt wird.

17. Ansteuereinheit (101) nach Patentanspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit (106) enthält:
mindestens einen niederfrequenten Signalgenerator (142) zum Erzeugen eines Referenzsignals und des Arbeits punkt-Auslenkungssignals,
eine der Wandlereinheit (102) und dem Signalgenerator (142) nachgeschaltete Multiplikationseinheit (134),
eine der Multiplikationseinheit (134) nachgeschaltete Tief passfilter-Einheit (136), die nur Signale mit einer Frequenz durchlässt, die kleiner als eine untere Grenzfrequenz ist, vorzugsweise kleiner als die Frequenz des Referenzsignals,
eine der Tiefpassfilter-Einheit (136) nachgeschaltete Inte griereinheit (138), die das Signal an ihrem Eingang über die Zeit integriert.

18. Ansteuereinheit (101) nach Patentanspruch 14 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeits punkt-Regeleinheit (104) eine der Integriereinheit (130) und dem Signalgenerator (142) zum Erzeugen des Arbeitspunkt- Auslenkungssignals nachgeschaltete Addiereinheit (132) zum Addieren der an ihren Eingängen anliegenden Signalwerte und zum Ausgeben des Arbeitspunkt-Regelsignals (110) enthält, und dass die Arbeitsbereichs-Regeleinheit (106) eine der Integriereinheit (138) und dem Signalgenerator (126) zum Erzeugen des Arbeitsbereichs-Auslenkungssignals nachgeschal tete Addiereinheit (140) zum Addieren der an ihren Eingängen anliegenden Signalwerte und zum Ausgeben des Regelsignals (110) enthält.