DE1564429B1

DE1564429B1 - Modulierbarer optischer Sender (Laser) fuer auskoppelbare impulsfoermige Lichtsignale

Info

Publication number: DE1564429B1
Application number: DE19661564429
Authority: DE
Inventors: Teiji Uchida
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1965-10-13
Filing date: 1966-08-16
Publication date: 1970-06-18
Also published as: GB1116369A; US3467915A

Description

Die Erfindung betrifft einen modulierbaren optischen Sender (Laser) für auskoppelbare impulsförmige Lichtsignale, dessen durch äußere Spiegel begrenzter optischer Resonator neben dem stimulierbaren Medium einen in Längsrichtung mit Hochfrequenz steuerbaren elektro-optischen Kristall enthält, dessen Stirnflächen im wesentlichen senkrecht zu einer in Richtung der geometrischen Resonatorachse verlaufenden optischen Kristallachse geschnitten sind und der mit einem doppelbrechenden Prisma zusammenarbeitet, von dem mindestens die Normale seiner dem elektro-optischen Kristall abgewandten Begrenzungsfläche mit der Lichtrichtung den Brewsterschen Winkel bildet und das so ausgerichtet ist, daß seine optische Achse senkrecht oder parallel zur Polarisationsebene des stimulierten Lichts verläuft, wobei die Pulsfolge mittels einer dem elektro-optischen Kristall zugeführten Hilfsfrequenz in der Grundfrequenz cf2L des optischen Resonators oder einer niederen Harmonischen davon stabilisiert ist.

Ein solcher optischer Sender ist bereits aus »Applied Optics«, Bd. 4, Nr. 1, Januar 1965, S. 123 bis 127, bekannt und in den deutschen Auslegeschriften 1 281 068 und 1 283 980 vorgeschlagen, wo ein Modulator in Form eines elektro-optischen Kristalls innerhalb eines aus zwei Spiegeln gebildeten Resonators angeordnet ist. Der Kristall wird sowohl als Modulator wie als Taktgeber ausgenutzt. Die Ausgangsstrahlung wird in Form einer ungedämpfen Trägerwelle erhalten, welche durch das Sendesignal eine Intensitäts- oder Frequenzmodulation erhält. Eine solche Anordnung ist zur übertragung eines Sendesignals in Form eines Analogsignals, z. B. in Form des Ton- oder Bildsignals, oder in Form eines durch Frequenzteilung gebildeten Hilfsträgers für solche Analogsignale ausreichend. Eine solche Anordnung ist jedoch zur übertragung impulsförmiger Signale beispielsweise eines Puls-Code-Modulations-iPCM-) Signals unzureichend.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Verwendung eines optischen Senders der genannten Art zur Übertragung eines impulsförmigen Signals mit möglichst hoher übertragungsgüte und hoher Ubertragungsfrequenz.

Die Erfindung geht davon aus, daß ein optischer Sender (Laser) unter im folgenden noch genauer erläuterten Bedingungen als Impulsgenerator mit sehr hoher Wiederholungsfrequenz dienen kann. Dabei soll ein impulsförmiges Sendesignal mit hoher übertragungsgüte durch Ein-Aus-Steuerung jedes einzelnen Ausgangsimpulses des Impulsgenerators auf Grund des entsprechenden Informationsimpulses des Sendesignals ausgesandt werden. Bekanntlich ist der Resonanzfrequenzabstand f_p einer Vielzahl longitudinaler Eigenschwingungen, die zu einer transversalen Eigenschwingung (beispielsweise dem T£M₀₀-Modus) eines optischen Senders innerhalb einer Halbwertsbreite von etwa 1000 MHz gehören, näherungsweise

Zp = C/2L

mit c als Lichtgeschwindigkeit und L als optischer Weglänge zwischen den Spiegeln des optischen Resonators. Der Frequenzabstand ändert sich jedoch infolge der nichtlinearen Komponenten der Laserwirkung zeitlich, wodurch sich ein Rauschanteil in der Laserstrahlung ergibt. Zur Stabilisierung der Frequenzabstände ist bereits in der deutschen Auslegeschrift 1 283 980 eine erzwungene gegenseitige Phasenmitnahme vorgeschlagen, wonach auf die longitudinalen Eigenschwingungen der den Seitenbandkomponenten zuzuschreibende Mitnahmeeffekt Anwendung findet. Diese Seitenbandkomponenten beruhen auf der Intensitätsmodulation des Laserlichts, die durch ein Hilfssignal nahezu gleicher Frequenz wie der theoretische Wert des Frequenzabstandes f_p erzeugt wird. An Stelle dieser erzwungenen Stabilisierung des Frequenzabstandes durch das von außen ίο kommende Erregungssignal ist auch eine Eigenphasenmitnahme möglich, wobei die Laserschwingung verstärkt wird, wogegen die mechanische Schwingung und andere Störeinflüsse unterdrückt werden. Dabei nutzt man die Nichtlinearität dritter Ordnung der Laserwirkung aus. Diese Eigenphasenmitnahme ist in einer Arbeit 9 p-G-10 des Erfinders vor der Arbeitsgruppe für Eigenschaften der Materie auf der Frühjahrstagung 1965 der Physikalischen Gesellschaft von Japan sowie in einer Arbeit »Characteristics of Mode-Coupled-Lasers«, veröffentlicht von M. H. Crowell in »IEEE Journal of Quantum Electronics«, 1965, April, Bd. QE-I, Nr. 1, S. 12 bis 20, beschrieben und nicht im einzelnen erläutert.

Durch weitere Versuche konnte bestätigt werden, daß das Ausgangslicht eines Lasers, dessen Frequenzabstände für die longitudinalen Eigenschwingungen durch erzwungene oder Eigenphasenmitnahme stabilisiert sind, im Gegensatz zum Ausgangslicht eines Lasers, dessen Phase nicht stabilisiert ist und der somit Abweichungen und zeitliche Änderungen der Frequenzabstände aufweist, nicht nur in frequenzmäßiger, sondern auch in zeitlicher Hinsicht in Form einer Impulsfolge vorliegt, deren Wiederholungsfrequenz etwa dem Wert/_P gleich ist. Daß das Ausgangslicht eines Lasers mit festen Frequenzabständen aus Impulsen einer festen Wiederholungsfrequenz gebildet wird, ist auch von L. E. Hargrove et al. in »Applied Physics Letters«, 1. Juli 1964 (Bd. 5, Nr. 1) S. 4 und 5, beschrieben. Es ist auch bekannt, daß ein Mikrowellenoszillator Impulse mit hoher Wiederholungsfrequenz erzeugt, wenn der Frequenzabstand für die entstehenden Frequenzkomponenten der verschiedenen Eigenschwingungen stabilisiert ist (vgl. C. C. C u 11 e r in »Proceedings of the IRE«, 1955, Februar [Bd. 43, Nr. 2], S. 140 bis 148).

A. Y a r i ν gibt in »Journal of Applied Physics«, 1965, Februar (Bd. 36, Nr. 2), S. 388 bis 391, eine quantitative Analyse, woraus sich ergibt, daß eine Ausgangsstrahlung mit einem Spektrum, deren Frequenzabstand zwischen den longitudinalen Eigenschwingungen stabilisiert ist, aus Impulsen mit festem Zeitabstand besteht, d. h. mit konstanter Wiederholungsfrequenz. Diese Ergebnisse werden im folgenden angegeben.

Wenn man annimmt, daß η longitudinal Eigenschwingungen gleicher Stärke in einer einzigen transversalen Eigenschwingung TEM₀₀ enthalten sind und daß der Frequenzabstand f_p zwischen benachbarten longitudinalen Eigenschwingungen der Anzahl η auf¹ den obigen Wert des Frequenzabstandes

-. f_p =-c/2L= ω_ρβπ

eingestellt ist, ergibt sich die elektrische Feldstärke C_n (f) der α-ten longitudinalen Eigenschwingung unter den η longitudinalen Eigenschwingungen bei einer Zählung von der Mittenfrequenz im Sinne einer ansteigenden Frequenz zu

C Jc) = £·ο'ί·ν --«(.ν ^--Dl

mit E als Amplitude der elektrischen Feldstärke, •••«ο als Kreisfrequenz der Eigenschwingung, die in der Mitte des Spektrums steht, und mit Λ als Phase der Schwebungskomponente zwischen benachbarten longitudinalen Eigenschwingungen. Die resultierende elektrische Feldstärke C_n(C) tier η longitudinalen Eigenschwingungen ist durch folgende Gleichung gegeben:

in - ! 1/2

CJt) = 2_

= - in - 1 V2

= E ■ e.'"Μ'

_ £ . _ey»„£

2 sin Γ-^- (ta„f. + AU sin Γ-y («>_pc + A)\

A)

sin [n (»y +

infolgedessen ergibt sich die Gesamtausgangsleistung P (t) des Lasers zu

P[t) =

1 —cos [n((o_pr+ .4) I — cos (ω_pi + /4)

U mit einem stimulierbaren Medium und mit Brewsterschen Fenstern ll.-t und IIS, deren Normalen jeweils den Brewsterschen Winkel mit der Röhrenachse bilden, aus einem Spiegel IZA. der S zusammen mit einem Spiegel 123 einen optischen Resonator bildet, aus einem Modulator 20 und einer Modulationssignalschaltung 30 zur Zuführung der Modulationsspannung zu dem Modulator 20.
Der Modulator 20 selbst umfaßt einen Kristall 21

in Form eines Kaliumdihydrophosphat-(KD P-)Einkristalls oder eines anderen Kristalls mit geringer Absorption und großem elektro-optischen Effekt, d.h., der Kristall bewirkt unter dem Einfluß des elektrischen Feldes in Richtung der optischen Achse (Z-Achse)

des Kristalls eine Drehung der Polarisationsebene des in Richtung der optischen Achse einfallenden und in der Zeichenebene schwingenden Lichts. Der Kristall ist quaderförmig geschnitten und mit seiner Längsseite in Richtung der optischen Achse ausge-

richtet. Weiterhin gehört zu dem Modulator ein doppelbrechendes Prisma 13 aus Kalkspat, das in Form eines dreieckform igen Prismas geschnitten ist. wobei eine erste Seitenfläche senkrecht zur optischen Achse und parallel zu seiner eigenen Achse ausgerichtet ist und mit einer zweiten Seitenfläche, die zusammen mit der ersten Seitenfläche als Eintrittsbzw. Austrittsfläche für das Licht dient, einen Winkel bildet, der dem Komplementwinkel (etwa 34°) des Brewsterschen Winkels für den Brechungsindex (etwa

wo C_n* (0 und CJc) zueinander konjugiert komplex g (
sind. Aus dieser Gleichung erkennt man, daß für ₃₀ 1,49) des außerordentlichen Strahls gleich ist. Die große η die Ausgangsstrahlung des Lasers aus scharfen erste Seitenfläche ist mit einem optischen Klebemittel Impulsen mit einer Wiederholungsfrequenz ο^ίτι an eine Stirnfläche des Kristalls 21 derart angesetzt. bzw.y_p besteht. Die Tatsache. Jaß die Wiederho lungs- daß seine optische Achse parallel zur X- oder 7-Achse frequenz näherungsweisc _W2L beträgt, läßt darauf des Kristalls 21 liegt. Ein weiterer Spiegel 125 ist schließen, daß b«.l einem Laser mit Phasenstabili- 35 an die andere Stirnfläche des Kristalls 21 angesetzt sierung ein optischer Impuls zwischen den um einen und begrenzt so zusammen mit dem erstgenannten Abstand L voneinander getrennten Spiegein mit Licht- Spiegel 12 A den optischen Resonator. In der Nähe geschwindigkeit c hin und her läuft bzw. daß der der Stirnflächen des Kristalls 21 befinden sich zwei optische Impuls die Ausgangsseite (beispielsweise Elektroden 22Λ und 22B, damit man an den Kristall einen Spiegel) der Anordnung jeweils nach einem ₄₀ in Längsrichtung eine Modulationsspannung der Periodenintervall von 2L/c erreicht, so daß man Modulationssignalschaltung 30 anlegen kann,
eine Ausgangsimpulsfolge mit einer Wiederholungs- Zu der Modulationssignalschaitung 30 gehören ein frequenz cilL erhält. Taktimpulsgenerator 31 zur Erzeugung einer HilfsAufgabe der Erfindung ist bei einem Laser der frequenz im wesentlichen gleich der Frequenz/),, genannten Art mit stabiler Wiederholungsfrequenz 45 ein Codeimpulsgenerator 33. in den einerseits über die Schaffung einer Anordnung, bei der die Impuls- eine Eingangsklemme 32 das zu sendende Inforaussendung so lange unmöglich ist, als die Ein-Aus- mationssignal und andererseits die Hilfsfrequenz des Steuerung nicht genau synchron mit der Ausgangs- Taktimpulsgenerators 31 eingespeist werden und der impulsfolge erfolgt. · ein Puls-Code-Modulations-(PCM-)Signal erzeugt. Die Erfindung erreicht dies durch seine Ver- 50 dessen Schrittfrequenz der Hilfsfrequenz gleich ist. wendung für Puls-Code- oder Delta-Modulation, in- ein Steuerimpulsgenerator 34 zur Erzeugung eines dem dem mit Gleichspannung vorgespannten elektro- eine Amplitude und Polarität der noch unten eroptischen Kristall synchron zur Hilfsfrequenz des läuterten Größe aufweisenden Impulses jeweils, wenn Taktimpulsgenerators das Pulssignal des Codeimpuls- der Ausgang des Codeimpuisgenerators 33 den Wert generators gegenphasig eingegeben wird. 55 »0« anzeigt, ein Verstärker 35 für die Hiifsfrequenz.

ein Anschlußteil 36 zum Verbinden der Ausaänse

Die Erfindung ermöglicht somit die Steuerung bzw. Tastung der Ausgangsimpulse eines Lasers der genannten Art. so daß eine Codierung der Sendeimpuise und damit eine Informationsübertragung möglich ist.

Einzelheiten der Erfindung sind unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine " usführungsform der Erfindung, in der cinzel- -ualteiemente in Blockform dargestellt sind a

Fig. 2 vereinfachte Wellenformen der Arbeitsweise der Erfindung.

Ein optischer Sender im Sinne der Erfindung besteht nach Fig. I aus einer Gasentladungsröhre

des Steuerimpulsgenerators 34 und des Verstärkers 35
mit den Elektroden 22,4 und 225 sowie eine Gleichvorspannungsquelle 37. die ebenfalls an den Anschlußteil 36 angekoppelt ist und den Hilfsimpulsen eine
Gleichspannung überlagert, deren Größe noch im
einzelnen erläutert wird. Der Taktimpulsgenerator 31
und der Codeimpulsgenerator 33 können als hera kömmlicher frequenzstabilisierter Höchstfrequenz-^'

brläuterung fts nusoszillator bzw. als Schneilcodierer ausgebildet
sein, wie es für die Umwandlung von Sendesignalen

in ein Zeitmuitiplex-PCM-Signal erforderlich ist.
Der Steuerimpulsgenerator 34 kann als herkömmlicher

Impulsgenerator aufgebaut sein, der nur auf »O«-Impulse anspricht. Diese Schalt bauteile werden hier nicht im einzelnen erläutert.

Beim Anlegen der Modulationsspannung an die Elektroden 22/4 und 22B des Kristalls 21 tritt aus dem doppelbrechenden Prisma 13 längs einer gestrichelten Linie 41 nach Fig. 1 ein moduliertes Ausgangslichtbündel aus. das der Modulationsspannung entspricht und dessen Polarisationsebene senkrecht zur Papierebene, d. h. senkrecht zur Polarisationsebene des innerhalb des optischen Resonators hin- und herlaufenden Lichtbündels liegt. Wie bereits an anderer Stelle ausgeführt, wird die Stabilisierung der longitudinalen Sch" ngungskomponenten durch Anlegen von Hilfsimpu; cn der Frequenzf_p an die längs der gestrichelten Linie 41 ausbreitet, nach der Abhandlung in »Proceedings of the IRE«. April (Bd. 50. Nr. 4) 1962. S. 452 bis 456. Gleichung (6) auf S. 454 dieser Arbeit, zu

1 - cos .7 (2

(I -k)

mit V₀ als einer Konstanten in Abhängigkeit von der Wellenlänge des erzeugten Lichts und des Materials des Kristalls 21 und k als Reflexionskoeffizient für das Licht, das auf die Austritisfläche des doppelbrechenden Prismas auffällt und längs der gestrichelten Linie 41 austritt. Andererseits ergibt sich die genannte Spannung V₁₁ als Differenz zwischen der Gleichvorspannung V_dc und der Taktimpulswellen-

(2)

Elektröden 22 A und 22 B erreicht, wodurch der
Gütefaktor Q des optischen Resonators moduliert
wird, wie noch im einzelnen erläutert wird. Auf
Grund dieser Stabilisierung wird das Ausgangslichibündel. das längs der gestrichelten Linie 41 austritt. 20 genommen die Summe angegeben werden, doch zu einer Impulsfolge, die aus Impuisspitzen mit einer ist hier zur Vereinfachung der Erläuterung die Diffe-Wiederholungsfrequenz /,. besteht. Die Wiederholungsfrequenz/p ist bei einer optischen Weglänge L
zwischen den beiden Spiegein von etwa 1 m nahezu

gleich 150MHz, entsprechend der bereits genannten 25 Ausgangsimpulses aus den Gleichungen (1 Gleichung c/2L, wonach ein optischer Impuis mit zu

der Lichtgeschwindigkei; c über die optische Weg- / Γ V — F cos 2.τ/rl länge L innerhalb eines solchen optischen Resonators / — -y- 1 —cos2.-r—— '—, ~^Σ~\ ^ ~^)· (3)

form V₁ cos 2 u>f_vt zu

V. = ^-Kcos 2.τ/ρ/ (auf der rechten Seite der Gleichung (2) muß genau-

renz angegeben, im Hinblick darauf, daß der zweite Term der rechten Seite eine Kosinusfunktion ist). Damit ergibt sich die Intensität / des optischen

) und (2)

hin- und hergeht. Da die optische Weglänge innerhalb
des Modulators 20 etwa 2 cm beträgt und im Ver- 30 woraus man erkennt, daß das erzeugte Licht eine

Intensitätsmodulation mit der Schrittfrequenz,f_p so

gleich zur optischen Wtglünge L = Im genügend kurz ist. kann die für den Durchtritt durch den Modulator 20 benötigte Ausbreitungszeit für das folgende vernachlässigt werden. An Hand der durch-

geführten Versuche konr-'.e geklärt werden, daß jeder 35 der Gütefaktor O des optischen

einzelne, innerhalb des optischen Resonators hin- und herlaufende Impuls den Modulator 20 in einem solchen Zeüpunkt erreicht, zu dem der Gütefakior Q des Resonators in Abhängigkeit von den Hilfs-

lange aufweist, als-die Gleichvorspannung größer als die Amplitude der Hilfsimpulse ist. Man erkennt ferner, daß die Intensität / den Maximalwert, also

Resonators den

Maximalwert erreicht, wenn der Zähler (V_de—V, cosltfj) des Bruches auf der rechten Seite der Gleichung (3) den Minimalwert i V_äc\ — V₁ erreicht. Nach der vorigen Beschreibung trifft jeweils in diesen

gg
impulsen einen Maxim;.!wen erreicht und daß ein 40 Zeitpunkten ein optischer Impuls auf den Modulator

ß f

Teil der Energie des optischen Impulses in Form eines modulierten Lichtbimdcls längs der gestrichelten Linie 41 erscheint.

in F ig. 2 ist in Abhängigkeit von der auf der Abszisse aufgetragene!. Zeit / eine Spannung V_a (Fig. 2a) dargestellt, ν dche durch überlagerung einer Gleichvorspannunu !··„.. mil der Hilfsimpuisfrequenz V, cos 2<uf_pt
wirkt nach Verstärkung

gebildet ist. Diese Frequenz in dem Verstärker 35 als

20 auf. Ferner erkennt man, daß für eine positive Gleichvorspannung V_de das Anlegen eines Steuerimpulses —(V_dc — V₁) von seiten des Steuerimpulsgenerators 34 im Augenblick des Auftretens der Minimalspannung V_dc—V, den jeweils vorgesehenen Minimalwert unterdrückt, der zur Steuerung der Erzeugung des optischen Impulses erforderlich ist. Andererseits sind die optischen Impulse P_h und die PCM-Sleuerimpulse P₁. synchron zueinander, wie man

einzige auf den Kristall 21 ein. solange sonst kein 50 aus den Fig. 2b und 2centnimmt, da der Codeimpuls-

33 lh i d

PCM-Steuersignal von -.-iten■ de> Sieuerimpulsgenerators 34 vorhanden ist. Somit erzeugt der Sender aus dem doppelbrechenden Prisma 13 längs der gestrichelten Linie 41 austretende AusgangsimpulseP,,

generator 33 impulssynchron mit dem Taktimpulsgenerator arbeitet. Folglich ist eine Ein-Aus-Steuerung der optischen Impulse möglich, so daß eine Ausgangsimpulsfolge P_d (F i g. 2d) gemäß Gleichung (3) erzeugt

ggp,,

(Fig. 2b), die mit den Minima s der Spannung V_a 55 wird. Die Fi g. 2c und 2d zeigen die Steuerimpulssynchron liegen, in denen der Gütefaktor Q des opti- folge P_c und die Ausgangsimpulsfolge P_d jeweils für sehen Resonators einen Maximalwert erreicht. Wie eine Codeimpulsfolge (100110101) des Codeimpuisman erkennt, muß dieGleich vorspannung V₄₁. größer generators 33.

als die Amplitude der Hilfsimpulse sein. Zur Einstellung des Synchronismus zwischen den

Die Beziehung zwischen der genannten Span- 60 erzeugten optischen Impulsen P_h und den Ausgangs-

nung V₁₁ und der optischen Ausgangsimpulswellenform P_h soll nunmehr quantitativ genauer untersucht werden. Wenn die Intensität des in der Anordnung erzeugten Lichts, das bezüglich Fig. 1 von links auf den Modulator 20 einfällt, mit I₀ bezeichnet wird, ergibt sich die Intensität / des Ausgangslichtbündeis, das durch die an den Elektroden 22/1 und 22ß anliegende Spannung K moduliert wird und sich impulsen P_c des Steuerimpulsgenerattfrs 34 muß der obengenannte Frequenzabstand /_p. d.h. die Hilfsfrequenz, dem Wert cjlL möglichst genau gleich sein. Nach den durchgeführten Untersuchungen ergibt sich eine günstige Synchronisation, wenn die Frequenz f_p der Hilfsfrequenz einige wenige kHz bis mehrere 10OkHz kleiner als der Wert c/2L ist. Wenn die tatsächliche Hilfsfrequenz von dem Nominalwert ab-

COPY

weicht, kann diese Abweichung normalerweise durch eine Feineinstellung der optischen Weglänge zwischen den Spiegeln 12 A und 12 B kompensiert werden. Wenn man auch eine HilfsFrequenz f_p in der Nähe des Wertes c/2L auswählt, haben die Versuche gezeigt,. daß man unter Anwendung einer erzwungenen Stabilisierung durch eine Hilfsfrequenz größerer Amplitude und in der Nähe eines ganzzahligen Vielfachen von c/2L optische Ausgangsimpulse der gleichen Wiederholungsfrequenz wie der der Hilfsimpulse erhalten, kann. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Ausgangsimpulse mit zweimal, dreimal und viermal so großer Wiederholungsfrequenz wie t/2 L mit einem Helium-Neon-Gaslaser zu erhalten, dessen Spiegel 12 A und 12 B durch eine optische Weglänge von 1 m voneinander getrennt sind. Es besteht sogar die Möglichkeit, optische Ausgangsimpulse mit fünfmal so hoher Frequenz wie c/2L unter geeigneten Bedingungen zu erhalten. Damit ist die Frequenz der Hilfsimpulse nicht unbedingt auf den obengenannten Wert beschränkt.

Man muß darauf achten, daß die Wiederholungsfrequenz der Steuerimpulsfolge nicht größer als die halbe Hilfsfrequenz ist und daß diese beiden Signale eine verschiedene Frequenz aufweisen, damit sie über einen gemeinsamen Anschlußteil 36 an die Elektroden 22 A und 22B angelegt werden können. Wenn man die beiden Signale sorgfältig voneinander trennen muß, kann man an dem Kristall 21 zwischen den Elektroden 22 A und 22B ein weiteres ähnliches Elektrodenpaar zum Anlegen der betreffenden Signale vorsehen. Zu diesem Zweck kann man auch einen weiteren, bereits an anderer Stelle vorgeschlagenen Modulator zwischen der Entladungsröhre 11 und dem Modulator 20 anordnen, wobei die Steuerimpulse und die Hilfsimpulse jeweils an verschiedenen Modulatoren anliegen, während die Gleichvorspannung einem der beiden Modulatoren zugeführt wird. Mit diesen Abwandlungen ergeben die Hilfsfrequenz, der die Gleichvorspannung überlagert ist, und die Steuerimpulsfolge keine Summenspannung, doch errreicht man einen ähnlichen Modulationseffekt, da das erzeugte Licht durch beide Spannungen moduliert wird. Außerdem brauchen die Steuerimpulse nicht unbedingt mit der oben beschriebenen Polarität zur Verfügung stehen, doch müssen sie eine solche Polarität und Größe aufweisen, daß optische Ausgangsimpulse in Richtung der gestrichelten Linie 41 nur dann erzeugt werden, wenn das Ausgangssignal des Codeimpulsgenerators 33 dem Wert »1« entspricht. Mit einer Anordnung nach der Erfindung können nicht nur PCM-Signale übertragen werden, sondern auch Signale jeder anderen Impulsform, beispielsweise Signale mit Deltamodulation.

Claims

Patentanspruch:

Modulierbarer optischer Sender (Laser) für auskoppelbare impulsförmige Lichtsignale, dessen durch äußere Spiegel begrenzter optischer Resonator neben dem stimulierbaren Medium einen in Längsrichtung mit Hochfrequenz steuerbaren elektrooptischen Kristall enthält, dessen Stirnflächen im wesentlichen senkrecht zu einer in Richtung der geometrischen Resonatorachse verlaufenden optischen Kristallachse geschnitten sind und der mit einem doppelbrechenden Prisma zusammenarbeitet, von dem mindestens die Normale seiner dem elektro-optischen Kristall abgewandten Begrenzungsfläche mit der Lichtrichtung den Brewsterschen Winkel bildet und das so ausgerichtet ist, daß seine optische Achse senkrecht oder parallel zur Polarisationsebene des stimulierten Lichts verläuft, wobei die Pulsfolge mittels einer dem elektro-optischen Kristall zugeführten Hilfsfrequenz in der Grundfrequenz cllL des optischen Resonators oder einer niederen Harmonischen davon stabilisiert ist, gekennzeichnet durch seine Verwendung für Puls-Codeoder Delta-Modulation, indem dem mit Gleichspannung (V_dc) vorgespannten elektro-optischen Kristall (21) synchron zur Hilfsfrequenz des Taktimpulsgenerators (31) das Pulssignal des Codeimpulsgenerator (33) gegenphasig eingegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen Copy

009 525/197