DE1441532C3 - Signalübertragungsanordnung für modulierte optische Strahlung - Google Patents

Description

im optischen Resonator verlaufenden Strahlung für einen Hin- und Herlauf bzw. Umlauf darin, einschließlich der ganzzahligen Vielfachen dieses Wertes (m -γΑ, nicht mit Frequenzwerten des Modulationssignals übereinstimmt oder nahezu übereinstimmt.

3. Sendeteil nach Anspruch! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei klein bemessenem Auskopplungsgrad von <2% die Modulation mit derart hohen Frequenzen ausgeführt ist, daß deren Periodendauer klein gegen die Anklingbzw. Abklingzeit der Schwingung der Laserstrahlung im Resonator ist und daß im Modulationssignal alle Frequenzwerte ausgeschlossen sind, die weniger als rund 10% von (—J, dem Kehrwert

der Laufzeit, oder 10% von fm —), einem ganz-

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zahligen Vielfachen des Kehrwertes der Laufzeit, verschieden sind.

4. Empfangsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eingangsseitig für eine relative Anhebung der Amplitude des Trägers der empfangenen modulierten Strahlung gegenüber der Amplitude der Seitenbänder bemessen ist, und zwar derart, daß die Amplitude der Seitenbänder wenigstens etwa um zwei Größenordnungen die Amplitude des Trägers unterschreitet und daß es ausgangsseitig eine quadratisch demodulierende Einrichtung aufweist, der die so erhaltene, nur noch schwach modulierte Strahlung zugeführt ist.

5. Empfangsteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig ein optisches Filter zur Dämpfung der Seitenbänder der modulierten Strahlung vorgesehen ist.

6. Empfangsteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig ein optischer Verstärker (Laser) vorgesehen ist, der den Anteil der Strahlung, der dem Träger entspricht, selektiv verstärkt.

7. Empfangsteil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig Mittel zur wegemäßigen Trennung des Anteils, der dem Träger entspricht, von dem Anteil der moduliert empfangenen Strahlung, der den Seitenbändern entspricht, vorgesehen sind, daß im Wege des Trägeranteils ein Laserverstärker angeordnet ist und daß weiterhin Mittel vorgesehen sind, die den verstärkten Trägeranteil mit dem Anteil, der den Seitenbändern entspricht, wiederum vereinigen und die so umgeformte moduliert empfangene Strahlung dem Eingang der quadratisch demodulierenden Einrichtung zuführt.

8. Empfangsteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur wegemäßigen Trennung eine Interferenzspiegelanordnung (301) sind/die schräg zum Strahlengang der empfangenen Strahlung angeordnet ist.

9. Empfangsteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur wegemäßigen Trennung, ein Umlenkprisma (Foster-Seeley-Prisma) (423), ein Faraday-Dreher (420) und eine Interferenzspiegelanordnung (401) sind, durch die die Strahlung unterschiedlicher Frequenz richtungsmäßig getrennt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Signalübertragungsanordnung für modulierte optische Strahlung mit einem optischen Sendeteil (Laser) und einem optischen Empfangsteil, wobei der optische Sender intern moduliert ist.

Die Übertragung von Signalen mittels modulierter elektromagnetischer Schwingungen im Frequenzbereich bis zu etwa 10 GHz ist im allgemeinen bekannt. Es sind auch bereits verschiedene Verfahren und Anordnungen zur Übertragung von Signalen mittels optischer Strahlung untersucht und verwendet worden, insbesondere solche, bei denen nach dem Laserprinzip erzeugte Strahlung benutzt wurde.

Im Hauptpatent ist eine solche Anordnung angegeben, bei der innerhalb des Resonators mindestens zwei im Gegentakt modulierbare Modulationsglieder wirksam sind, die zugleich die Auskopplung bewirken können oder die mit mindestens einem Auskoppelglied zusammenwirken und die so betrieben werden, daß bezüglich der Wechselkomponente gegensinnig modulierte Anteile der im Resonator befindlichen Strahlungsenergie voneinander getrennt ausgekoppelt

werden, wobei die Summe der Intensitäten der WecH-selkomponenten der ausgekoppelten Anteile stets einen konstanten Betrag annimmt und die Güte des Resonators praktisch konstant bleibt. '

Weiterhin ist im Hauptpatent eine Anordnung zur Modulation mit einer Auskoppelvorrichtung für innere Modulation der Strahlung eines quantenmechanischen Senders mittels modulierbarer Beeinflussung der Polarisationsebene der Strahlung (Kerr-Effekt oder Faraday-Effekt) angegeben, bei der mit dem Modulationsglied ein als Polarisationsweiche ausgebildetes Auskoppelglied zusammenwirkt, das so ausgebildet und so angeordnet ist, daß es denjenigen Anteil der Strahlungsenergie als modulierte Strahlung auskoppelt, der im Modulationsglied durch den Effekt der modulierbaren Beeinflussung der Polarisationsebene der in das Modulationsglied eintretenden Strahlungsenergie in eine Komponente der aus dem < Modulationsglied wieder austretenden Strahlung umgewandelt ist, die senkrecht zu der Polarisationsebene der eintretenden Strahlung polarisiert ist.

Der' Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Anordnung im Hinblick auf ihren Einsatz bei einer optischen Signalübertragungsstrecke für zweiseitenbandmodulierte Signale weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Modulationsgrad der sendeseitig ausgekoppelten modulierten Strahlkomponente so hoch bemessen ist, daß die Amplitude der Seitenbänder in der Größenordnung der Amplitude des Trägers liegt, vorzugsweise die Amplitude des Trägers überschreitet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines solchen Sendeteils ist der Kehrwert der Laufzeit -£=- der

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im optischen Resonator verlaufenden Strahlung für einen Hin- und Her- bzw. Umlauf darin, einschließlich der ganzzahligen Vielfachen dieses Wertes ^- so bemessen, daß er nicht mit Frequenzwerten des Modulationssignals übereinstimmt oder nahezu übereinstimmt.

In diesem Zusammenhang gestalten sich die Verhältnisse besonders günstig, wenn bei klein bemessenem Auskopplungsgrad von < 2 ⁰U die Modulation mit derart hohen Frequenzen ausgeführt ist, daß deren Periodendauer klein gegen die Anklingbzw. Abklingzeit der Schwingung der Laserstrahlung im Resonator ist, und daß im Modulationssignal alle Frequenzwerte ausgeschlossen sind, die weniger als

2 Z,
rund 10% von—, dem Kehrwert der Laufzeit, oder

10% von m—, einem ganzen Vielfachen des Kehrwertes der Laufzeit, verschieden sind.

Wie im folgenden noch näher ausgeführt werden wird, lassen sich die durch die oben angeführte Ausbildung des Sendeteils erhaltenen Vorteile für die Übertragung von Signalen auf optischem Wege dadurch voll ausnutzen, daß das Empfangsteil eingangsseitig über eine relative Anhebung der Amplitude des Trägers der empfangenen modulierten Strahlung gegenüber der Amplitude der Seitenbänder bemessen ist, und zwar derart, daß die Amplitude der Seitenbänder wenigstens um zwei Größenordnungen die Amplitude des Trägers unterschreitet, und daß es ausgangsseitig eine quadratisch demodulierende Einrichtung aufweist, der die so erhaltene, nur noch schwach modulierte Strahlung zugeführt wird.

Bei der hier angegebenen Modulation handelt es sich um die sogenannte »Auskoppelmodulation«. Hierunter wird ein Verfahren zur Erzeugung modulierter Laserstrahlung verstanden, bei dem die mit dem Signal modulierte Strahlung direkt aus dem Resonator der Laseranordnung ausgekoppelt wird, d. h., bei dem die Modulation im Resonator vorgenommen wird und bei dem die Intensität der moduliert aus dem Resonator ausgekoppelten Strahlung nur einen kleinen Anteil, kleiner als etwa 3%, der im Resonator befindlichen Strahlungsenergie der dort verlaufenden Strahlung ausmacht.

Die Auskoppelmodulation unterscheidet sich von der externen Modulation dadurch, daß die modulierte Strahlung bereits moduliert aus dem Laserresonator ausgekoppelt wird und nicht, wie bei der externen Modulation, die Modulation einer von einem Laser oder einer anderen Lichtquelle erzeugten Strahlung mittels außerhalb des Strahlungserzeugungssystems vorgesehenem Modulationsmittel durchgeführt wird. Ein Beispiel für externe Modulation ist in der Literaturstelle »Electronics«, Bd. 35, Nr. 22, vom 1.6. 1962, S. 19, angegeben.

Die Auskoppelmodulation ist eine interne Modulation, bei der ebenfalls bereits modulierte Strahlung aus dem Resonator der Laseranordnung austritt, bei der jedoch die gesamte im Resonator gespeicherte Energie der durch induzierte Emission erzeugten Strahlung entsprechend der Güte des Resonators variiert wird. Der lokale Mittelwert der Intensität der moduliert ausgesandten Strahlung ist stets proportional dem Wert der gespeicherten Energie. Der lokale Mittelwert ist wie folgt definiert:

/(O

— [

it J

i—T

i + T

/(O dt',

worin 2 T die Dauer einiger Perioden der Lichtstrahlung ist. Der Proportionalitätsfaktor ist durch die Wahl der Laseranordnung bestimmt. Die interne Modulation ist z. B. in der Literaturstelle »Zeitschrift für Physik«, Bd. 172, Nr. 2, Februar 1963, S. 163 bis 171, beschrieben worden. Bei der Auskoppelmodulation ist die Amplitude der ausgekoppelten Strahlung proportional der Größe des Modulationsfeldes. Die gesamte, im Laserresonator vorhandene Strahlungsenergie der Laserstrahlung bleibt während der Modu-Iation vollständig oder doch zumindest nahezu konstant.

Der Erfindungsgegenstand ermöglicht in außerordentlich vorteilhafter Weise eine verzerrungsarme Signalübertragung mit optischer Strahlung, die gegenüber den bekannten Verfahren besondere Vorteile aufweist. Unter »verzerrungsarmer Signalübertragung« ist eine Signalübertragung zu verstehen, bei der nur geringe Unterschiede zwischen den Spektralverteilungen der zu sendenden Nachricht und des demodulierten Signals bestehen.

Aus Untersuchungen ergab es sich, daß sich bei der Anwendung einer Auskoppelmodulation eine ausreichend hohe Nachrichtenleistung in der Form modulierter Laserstrahlung erzielen läßt. Die Versuche ergaben, daß ein Laser unter vernünftigem technischem Aufwand nur eine sehr begrenzte Strahlungsintensität abzugeben in der Lage ist. Der Aufwand zum Betrieb eines Lasers steigt mit zunehmen-

der Abstrahlungsleistung ganz erheblich. Bei der Nachrichtenübertragung mit Laserstrahlung ist es daher zweckmäßig, einen möglichst hohen Modulationsgrad der modulierten Strahlung anzustreben, wenn auf einen möglichst hohen Energieanteil des Nachrichtensignals Wert gelegt wird, da dieser nur in den Seitenbändern der modulierten Schwingung enthalten ist. Mit der Auskoppelmodulation kann man bei nur geringem Aufwand an Modulationsleistung einen hohen Modulationsgrad, z. B. »unendlich«, erreichen, bei dem, abgesehen von den üblichen Verlusten eines Lasers, die gesamte von dem optischen Sender ausgesandte Strahlungsleistung in Seitenbandleistung übergeht. Diese günstige Ausnutzung der Strahlungsleistung des Lasers konnte mit der externen Modulation praktisch bisher nicht erreicht werden. Bei der externen Modulation ist außerdem der Aufwand an Steuerleistung zur Steuerung der Modulationseinrichtungen, z. B. einer Kerr-Zeile, schon dann, wenn nur ein Modulationsgrad von etwa 0,5 erreicht werden soll, enorm und insbesondere bei hohen Modulationsfrequenzen praktisch nicht mehr zu realisieren.

Bei der internen Modulation ist der Aufwand an Modulationsleistung schon sehr viel geringer als bei der externen Modulation; er liegt aber noch über demjenigen der Auskoppelmodulation. Wegen der niedrigen Grenzfrequenz der internen Modulation für breitbandige Modulation ist aber die interne Modulation für die Aufgabe der Signalübertragung nur sehr beschränkt brauchbar.

Trotz der großen Vorteile der Auskoppelmodulation bietet sich jedoch die Verwendung dieser Modulationsart dem Fachmann nicht an. Die Ausnutzung hoher Modulationsgrade von z. B. größer als 0,3 bei modulierter optischer Strahlung, insbesondere die Verwendung weit über 1 modulierter trägerfrequenter optischer Signale zur Nachrichtenübermittlung mittels optischer Strahlung ist mit dem Auftreten starker Verzerrungen des demodulierten Signals verbunden, so daß der Fachmann von der Anwendung hoher Modulationsgrade sogar abgehalten wird. Die Anwendung der Auskoppelmodulation zur Erzeugung amplitudenmodulierter optischer Strahlung war aus diesem Grunde bisher relativ uninteressant, denn die Vorteile dieser Modulation treten z. B. gegenüber der externen Modulation gerade erst bei sehr hohen Modulationsgraden hervor.

Zur direkten Demodulation amplitudenmodulierter optischer Strahlung stehen bisher nur Einrichtungen zur Verfugung, die quadratisch demodulieren, z. B. Photozellen. Eine sogenannte »Einhüllendendemodulation« ist nur dann möglich, wenn die empfangene, modulierte Strahlung in eine niedrigere Frequenzlage transportiert wird, in der die in der Nachrichtentechnik sonst übliche lineare Einhüllendendemodulation, z. B. mit einer Diode, möglich ist. Das Verfahren der Transponierung modulierter optischer Strahlung erscheint aber wegen seines Aufwandes unzweckmäßig.

Untersuchungen zur Demodulation extern modulierter Laserstrahlung mit kleinem Modulationsgrad, kleiner als etwa 0,1, ergaben, daß der durch die Demodulation hervorgerufene Klirrfaktor sehr klein gehalten werden kann. Bei Laserstrahlung, die extern als zirkulär polarisierte Strahlung moduliert worden ist, kann sogar der quadratische Anteil des Klirrfaktors in der Demodulation zum Verschwinden gebracht werden. Jedoch die bei der Verwendung nur schwach modulierter Laserstrahlung auftretenden, oben aufgezeigten Schwierigkeiten, die insbesondere durch den Autwand zur Erzeugung genügend energiereicher Laserstrahlung entstehen, lassen sogar die Verwendung von Laserstrahlung zur verzerrungsarmen Übertragung von Signalen als wenig attraktiv erscheinen.

Die Erfindung überwindet diese geschilderten Schwierigkeiten. Die nach dem Laserprinzip erzeugte

ίο und nach dem Prinzip der Auskoppelmodulation moduliert ausgesandte Strahlung wird so moduliert, daß der Modulationsgrad größer als etwa 0,3, jedoch kleiner als etwa 100 ist. Die übliche Auskoppelmodulation wird also so abgewandelt, daß ein Träger mit ausgesandt wird, dessen Amplitude jedoch gegenüber der Amplitude der Seitenbänder klein ist. Je größer dabei der Modulationsgrad gemacht wird, desto größer ist die Seitenbandleistung, erstens, weil der Träger weniger Leistung erfordert, und zweitens wegen

ao der bei geringerer Dämpfung des Laseroszillators auftretenden höheren Strahlungsleistung im Resonator. Diese mit hohem Modulationsgrad durch die zu übertragende Nachricht modulierte Laserstrahlung wird vom Sendeteil ausgesandt. Im Empfangsteil wird nun

as als weitere erfindungsgemäße Maßnahme die Amplitude des Trägers gegenüber der Amplitude der Seitenbänder relativ vergrößert, bis die zu demodulierende Strahlung einen Modulationsgrad von etwa kleiner als 0,1 aufweist.

Bezüglich des höchsten, in der Beschreibung mit etwa 100 angegebenen Modulationsgrades des ausgesandten Signals ist folgendes zu bemerken: Der Modulationsgrad darf für eine gegebene Übertragungsstrecke jeweils höchstens nur so groß gewählt werden, daß der Träger am Empfangsort noch nicht im Rauschen untergegangen ist, sondern daß nach der selektiven Verstärkung im Empfangsteil die Trägerleistung um ein Mehrfaches größer ist als die Leistung des mitverstärkten Rauschens.

Aus der Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen weitere Einzelheiten der Anordnung zur relativen Vergrößerung des Trägers hervor.

Eine selektive Verstärkung des Trägers im Empfangsteil kann z. B. mit einem nach dem Laserprinzip arbeitenden optischen Verstärker durchgeführt werden, sofern dieser Verstärker genügend kleine Bandbreite, etwa kleiner als ±GHz, hat. Für diese Bandbreiteangabe ist vorausgesetzt, daß die niedrigste Frequenz des Modulationssignals, größer als etwa 1 GHz ist. Optische Verstärker mit so geringer Bandbreite, die nur den Träger verstärken, sind z. B. unter den Gaslasern zu finden. Ein solcher Gaslaser ist der Helium-Neon-Laser, der bei der Wellenlänge 0,63 μΐη verstärkt. Zur Erhöhung seiner Verstärkung empfiehlt es sich wegen der geringen spezifischen Verstärkung im laseraktiven stimulierbaren Gas einen Resonator zu benutzen. Es ist aber darauf zu achten, daß im Verstärker die Strahlung nicht zur Selbsterregung kommt. Auf Grund der geringen Breite der Fluoreszenzlinie des Neons wird nur. der Träger verstärkt. Ein anderer optischer Verstärker mit hoher Selektivität ist der Festkörper-Laserverstärker mit dysprosiumdotiertem Calciumfluorid. Er hat bei der Wellenlänge von 2,32 μπι etwa 100 MHz Bandbreite. Wegen seiner hohen spezifischen Verstärkung kann er ohne Einbau in eine optische Resonatoranordnung · betrieben werden.

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Eine besondere Ausführungsform einer Anordnung Empfangsanordnung so verstärkt wird, daß der nach der Erfindung zur Durchführung einer Signal- Modulationsgrad der zu demodulierenden Strahlung übertragung ist in Fig. 1 dargestellt. 101 bei diesem Beispiel kleiner als etwa 0,1 wird.

In F i g. 1 umschließt die gestrichelte Linie 1 den An Stelle eines Gleichspannungsfeldes kann, im Sendeteil und die gestrichelte Linie 2 den Empfangs- 5 Falle der Verwendung eines Modulators, der auch teil der Einrichtung. natürliche Doppelbrechung aufweist, z. B. KDP,

11 ist ein Gefäß, in dem sich das stimulierbare Gas durch an sich bekannte Anordnung des Kristalls, die befindet. In dem von den beiden Spiegeln 12, 13 natürliche Doppelbrechung desselben ausgenutzt begrenzten optischen Resonator wird die mit 14 werden,
angedeutete kohärente Strahlung erzeugt. io Die Ausführungsbeispiele der F i g. 2 und 3 betref-

Der Modulator 15 ist z. B. ein auf die Strahlung 14 fen Anordnungen, die zweckmäßigerweise dann versteuerbar elektrisch doppelbrechend wirkender Kup- ^ wendet werden, wenn als Strahlungsverstärkendes fer(I)-Chlorid-Einkristall. Dieser Modulator befindet * Material ein stimulierbares Medium, insbesondere ein sich in einem z. B. longitudinal ausgerichteten elektri- Festkörper, verwendet wird, das keine genügend sehen Steuerfeld. 16 und 17 sind strahlungsdurch- 15 selektive Verstärkung aufweist,
lässige Elektroden an diesem Körper, 18 und 19 sind In den Ausführungsbeispielen der F i g. 2 und 3

Stromzuführungsleitungen, und 20 stellt den Genera- wird die vom Sender kommende Strahlung 321 betör, der die Modulationsspannung liefert, dar. Die züglich der in ihr enthaltenen Frequenzen in einen durch die steuerbar elektrisch doppelbrechende Wir- Strahl 302, der den Träger enthält, und einen Strahl kung von 15 erzeugte, senkrecht polarisierte Strah- 20 303, der die Seitenbänder enthält, aufgeteilt,
lung wird durch ein Prisma 21, z.B. ein Wollaston- Der Träger wird im Verstärker 311 selektiv verPrisma, aus dem Strahlengang 14, wie der Strahl 22 stärkt und durch an sich bekannte Mittel wieder mit angibt, herausgelenkt. 22 ist die aus dem Lasersender 1 der die Seitenbänder darstellenden Strahlung vereinigt bei diesem Beispiel nach dem Prinzip der Auskoppel- und demoduliert. Zur richtungsmäßigen Trennung modulation erzeugte, modulierte Laserstrahlung, die 25 von Träger und Seitenbändern dient in der F i g. 2 von dem Sender ausgestrahlt wird. Der Zwischenraum eine Interferenz-Spiegelanordnung 301 nach Art eines 23 soll die Übertragungsstrecke zwischen 1 und 2 Fabry-Perrot-Interferometers, die so abgestimmt ist, andeuten. daß die Strahlung 302 der Frequenz des Trägers weit-

221 ist die in den Empfangsteil 2 der Übertragungs- gehend durchgelassen wird und die Strahlung 303 der anordnung eintretende, modulierte Laserstrahlung; 30 Frequenzen der Seitenbänder weitgehend reflektiert sie durchläuft, wie Strahl 141 angibt, einen Laserver- wird. Die Interferenz-Spiegelanordnung 301 besteht stärker. Dieser Laserverstärker besteht aus einem Ge- beispielsweise aus zwei teildu.rchlässigen Spiegeln 304, faß 111, in dem sich das stimulierbare Gas befindet. 305, die in einem einstellbaren Abstand voneinander Die verstärkt aus dem Empfangsverstärker austretende sehr genau parallel zueinander angeordnet sind. Die Strahlung 101 tritt in eine Demodulationseinrichtung, 35 Spiegelanordnung wird, wie in F i g. 2 angedeutet, z. B. eine Photozelle oder auch einen Photomultiplier unter einem Winkel > 90° zum Strahlengang 321 102 ein. Das in 102 durch Demodulation der modu- angeordnet. Durch Änderung des Abstandes läßt sich lierten Strahlung 101 erzeugte elektrische Signal kann bekanntlich die Frequenz für maximale Durchlässigan dem Ausgangswiderstand 103 des Empfängers ab- keit bzw. maximale Reflexion der Spiegelanordnung genommen werden. 104 und 105 sind elektrische 4° variieren. Mit dem Spiegel 306 wird die Strahlung Verbindungsleitungen, 107 ist eine Spule, durch die 303 in die Strahlung 307 umgelenkt. Die Strahlung ein Magnetfeld in einem Teil des Innenraums von 308 wird über den Spiegel 309 in die Strahlung 310 111 erzeugt werden kann. 108 liefert über die Zu- umgelenkt, so daß die Strahlungen 307 und 310 senkführungsleitungen 109 und 110 den zur Erzeugung recht zueinander auf den halbdurchlässigen Spiegel eines Magnetfeldes notwendigen Gleichstrom. In dem 45 312 auftreffen. In der vom Spiegel 312 ausgehenden Laser-Empfangsverstärker wird in dem Teil des Ge- Strahlung 313 sind der Träger und die Seitenbänder fäßes 111, in dem das stimulierbare Gas unter dem wieder vereinigt. In der Demodulationseinrichtung Einfluß des Magnetfeldes steht, die Bandbreite der 314 wird die schwach modulierte Strahlung 313 de-Fluoreszenzlinie des stimulierbaren Gases effektiv moduliert. Das im Photomultiplier 314 durch Dederart verbreitet, daß auch die Seitenbänder der ein- 50 modulation gewonnene elektrische Signal wird über fallenden Strahlung 221 mitverstärkt werden. In dem die Leitung 315 dem Abschlußwiderstand 316 zuge-Teil des Gefäßes 111, der sich außerhalb des unmit- führt. Um ein möglichst hohes Ausgangssignal am telbaren Einflusses des Magnetfeldes befindet, wird Abschlußwiderstand 316 zu erhalten, empfiehlt es im wesentlichen nur der Träger verstärkt. Diese sich, die Strahlung 1313, die ebenfalls vom Spiegel spezielle Anordnung wirkt daher nicht nur als selek- 55 312 ausgeht und der Strahlung 313 entspricht, in einer tiver Verstärker für den Träger, sondern sie bewirkt mit dem Photomultiplier 314 identischen Demodulain dem einen Teil der Anordnung eine Verstärkung tionseinrichtung 1314 zu demodulieren und das elekder gesamten einfallenden Strahlung. Diese spezielle trische Signal über die Leitung 1315 dem Abschluß-Anordnung ist dann besonders vorteilhaft, wenn die widerstand 316 zuzuführen.

Intensität der empfangenen Strahlung schwach ist. 60 Bei der Anordnung des Ausführungsbeispiels nach Die Quelle 20 liefert außer dem Modulationssignal F i g. 2 ist, wie auch bei dem noch zu beschreibennoch eine Gleichspannung. Diese Gleichspannung er- den Ausführungsbeispiel nach F i g. 3, darauf zu zeugt in 15 ein elektrisches Feld, durch das eine kon- achten, daß die verstärkte Strahlung 310 des Trägers stante Doppelbrechung in 15 bewirkt wird und das so und die Strahlung der Seitenbänder 307 phasenrichtig groß gemacht wird, daß der Modulationsgrad der 65 zusammengesetzt werden, damit zusätzliche Verzer-Strahlung22 kleiner als etwa 100 wird. Durch diese rungen vermieden werden. Die phasenrichtige Addi-Maßnahme wird stets ein kleiner Träger dem Emp- tion wird durch die Abstimmung der optischen Wege fänger zugeführt, der dann erfindungsgemäß in der zwischen der Spiegelanordnung 301 und dem Spiegel

312 erreicht. Es empfiehlt sich im übrigen, den beiden Wegen keinen allzu großen optischen Wegunterschied zu geben.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 gibt eine weitere Möglichkeit einer Trennung der Strahlungen von Träger- und Seitenbändern an. Die linear polarisierte Strahlung 321 durchläuft die Anordnung 420, in der die Polarisationsebene der Strahlung 321 um 45° gedreht wird. Diese Anordnung ist z. B. ein Faraday-Dreher. Zu diesem Zweck verwendet man optisch durchlässige Stoffe, die im magnetischen Feld eine sogenannte Magnetrotation der Polarisationsebene hervorufen. An einer Interferenz-Spiegelanordnung 401, die der Spiegelanordnung 301 entspricht, wird die Strahlung der Seitenbänder zurückreflektiert und die Strahlung 402 des Trägers durchgelassen. Die Strahlung 402 wird im Verstärker 311, wie beschrieben, verstärkt. 422 ist ein Körper, in dem die Polarisationsebene der aus dem Verstärker austretenden

10

Strahlung 408 um weitere 45° gedreht wird. Zur Realisierung des Körpers 422 kann insbesondere ebenfalls von einem Faraday-Dreher Gebrauch gemacht werden. Die aus dem Körper 422 austretende Strahlung wird mit einer Reflexionsanordnung 409 in die Strahlung 410 abgelenkt. Die an der Spiegelanordnung 401 in sich zurückreflektierte Strahlung der Seitenbänder wird in der Anordnung 420 um weitere 45° gedreht und in dem Umlenkprisma 423, einem

ίο sogenannten Foster-Seeley-Prisma, von der Strahlung 321 richtungsmäßig abgetrennt. Die abgetrennte Strahlung 403 wird mit der Reflexionsanordnung 406 in die Strahlung 407 umgelenkt. Die Strahlungen 407 und 410 haben gemäß der Anordnung Polarisationsebenen, deren elektrische Vektoren parallel gerichtet sind. Die Strahlungen 407 und 410 werden mittels der halbdurchlässigen Spiegelanordnung 412 vereinigt. Die übrigen Teile der Anordnung entsprechen denen der Fig. 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Signalübertragungsanordnung für modulierte optische Strahlung mit einem optischen Sendeteil (Laser), und einem optischen Empfangsteil, wobei der optische Sender intern moduliert ist, wozu in bekannter Weise innerhalb des Resonators ein Modulationsglied vorgesehen ist, das mit einem als Polarisationsweiche ausgebildeten Auskoppelglied dadurch zusammenwirkt, daß es denjenigen Anteil der Strahlungsenergie als zweiseitenbandmodulierte Strahlung auskoppelt, der im Modulationsglied durch den Effekt der modulierbaren Beeinflussung der Polarisationsebene der in das Modulationssignal eintretenden Strahlungsenergie in eine Komponente der aus dem Modulationsglied wieder austretenden Strahlung umgewandelt ist, die senkrecht zu der Polarisationsebene der eingetretenen Strahlung polarisiert ist, oder inner- ao halb des Resonators mindestens zwei solcher Modulationsglieder vorgesehen sind, die mit mindestens einem Auskoppelglied zusammenwirken und so betrieben werden, daß bezüglich der Wechselkomponente gegensinnig modulierte Anteile der Strahlungsenergie voneinander getrennt ausgekoppelt werden, wobei die Summe der Amplituden der Wechselkomponenten der ausgekoppelten Anteile stets einen konstanten Betrag annimmt und die Güte des Resonators praktisch konstant bleibt, nach Hauptpatent 1 285 073, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulationsgrad der sendeseitig ausgekoppelten modulierten Strahlkomponente (22) so hoch bemessen ist, daß die Amplitude der Seitenbänder in der Größenordnung der Amplitude des Trägers liegt, vorzugsweise die Amplitude des Trägers überschreitet.

2. Sendeteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der Kehrwert der Laufzeit

der

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