DE1564498C - Optisches Frequenzmodulationssystem fur kohärentes Licht - Google Patents
Optisches Frequenzmodulationssystem fur kohärentes LichtInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein optisches Frequenz- modulierter Strahl erzeugt werden, dessen Frequenz
modulationssystem für kohärentes Licht, dessen in einer verhältnismäßig festen Beziehung zu der
optischer Sender (Laser) mehrere Spiegel in solcher mittleren Frequenz des modulierten Strahls steht.
Anordnung aufweist, daß sie für den Lichtweg eine Außerdem soll das System gemäß der Erfindung nur
geschlossene optische Schleife bilden, in der ein oder 5 ein Informationssignal verhältnismäßig kleiner Ammehrere
stimulierbare Medien eingebaut sind, die der plitude zur Frequenzmodulation des Laserstrahls beErzeugung
zweier in der Schleife in entgegengesetzter nötigen.
Richtung umlaufender und in derselben Ebene pola- Zu diesem Zweck wird ein optisches Frequenzrisierter
Lichtstrahlenbündel dienen, deren Frequenz modulationssystem der eingangs genannten Art vordurch
die räumliche Stellung der Spiegel mitbestimmt 10 geschlagen, wobei erfindungsgemäß zur Frequenzist,
und bei dem eine Vorrichtung vorgesehen ist, modulation des einen der beiden in entgegengesetzter
mittels welcher Lichtenergie von den beiden entgegen- Richtung in der Schleife umlaufenden Lichtstrahlengesetzt umlaufenden Lichtstrahlenbündel längs eines bündel beide Lichtstrahlenbündel eine innerhalb diegemeinsamen
optischen Strahlengangs aus dem ser Schleife angeordnete elektrooptische Modulationsoptischen
Sender austreten kann. 15 einrichtung durchlaufen, die zwischen zwei die Polari-
Aus H. H. Klinger, »Laser«, 1964, S. 62 bis 65, sationsebene des Lichts symmetrisch vor-und zurückist
es bekannt, zur Amplitudenmodulation von ko- drehende Rotatoren angeordnet ist und die, infolge
härenten Lichtwellen Kerr-Zellen oder piezoelek- steuerbarer Doppelbrechung und damit zusammentrische
Kristalle zu verwenden. Auch wird dort vor- hängender steuerbarer Änderung des Brechungsindex
geschlagen, mit Hilfe zweier ADP-Kristalle, die 20 ihres feldabhängig doppelbrechenden Mediums für
gegeneinander um 45° verdreht sind und die zwischen eine bevorzugte Polarisationsebene, die optische Geeinem
linkszirkularen Polarisator und einem rechts- schwindigkeit bzw. die Phase desjenigen der beiden
zirkulären Analysator angeordnet sind, eine Ein- umlaufenden Lichtstrahlenbündel, das in der bevorseitenbandmodulation
mit unterdrücktem Träger zu zugten Polarisationsebene schwingt, entsprechend
erzeugen. Aus Proceedings of - the IEEE, Bd. 51, 25 einem Informationssignal moduliert wird, während
Nr. 4, April 1963, S. 610 und 611, ist ebenfalls eine das entgegengesetzt umlaufende Lichtstrahlenbündel
für die Erzeugung kohärenter Lichtwellen mit Ein- durch die Rotatoren im Bereich des doppelbrechenseitenbandmodulation
geeignete Einrichtung beschrie- den Mediums in eine Polarisationsebene gedreht ist,
ben. Diese Einrichtung umfaßt einen Gaslaser,· der in in der es von der elektrooptischen Modulationseineinem
optischen Weg, der von drei Prismen und 30 richtung nicht beeinflußt wird und als unmodulierter
einer Strahl-Aufspaltvorrichtung gebildet ist, ange- Bezugsstrahl, der der. Demodulation dient, mit abordnet
ist. Zwischen den Prismen und der Strahl- gestrahlt wird.
Aufspaltvorrichtung sind zwei KDP-Kristalle als Mo- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung
dulatoren zwischen Viertelwellenlängenplatten ange- ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von
ordnet. . 35 Ausführuhgsbeispiel an Hand der Zeichnung; in die-
Ferner ist aus Proceedings of the Symposium on ser zeigt
Optical Masers (Microwave Research Institute Sym- F i g. 1 eine schematiche Darstellung einer bevor-
posia Series Volume XIII), Polytechnic Press, New zugten Ausführungsform der Erfindung,
York, 1963, S. 202 und 203, ein Ring-Laser-System Fi g. 1A eine Abwandlungsmöglichkeit eines Teils
bekannt mit einer Gruppe reflektierender Spiegel, 40 des Systems aus Fig.l, ■
einigen Laser-Entladungsrohren, einem Auskoppel- Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Veran-
spiegel und einem Detektor, die in Rotationsbewe- schaulichung der jeweiligen Polarisation der beiden
gung versetzt wird, worauf die hierbei erzeugte entgegengesetzt rotierenden Strahlbündel beimDurch-
Schv/ebungs frequenz gemessen und daraus die Rota- laufen der Strahlmoduliervorrichtung gemäß der Er-
tionsgeschwindigkeit ermittelt wird. 45 findung.
Schließlich ist es aus Applied Optics, Bd. 3, Nr. 4, Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind drei Reflektoren
April 1964, S. 544 und 545, bekannt, einen Faraday- 10, 12 und 14 so angeordnet, daß sie eine dreieck-
Rotator zur Beeinflussung der Amplitude eines ko- förmige optische Schleife festlegen. Die Reflektoren
härenten Lichtstrahls zu verwenden. Keine der hier 10,12 und 14 sind in Fig. 1 als in der Einfallsebene
beschriebenen Anordnungen ist jedoch zur Frequenz- 50 oberflächenverspiegelte Spiegel dargestellt. Jedoch
modulation eines kohärenten Lichtstrahls geeignet. soll der Ausdruck »Reflektor«, wie er in der vor-
Die bisher bekannten optischen Frequenzmodula- liegenden Beschreibung und in den Ansprüchen vertionssysteme
leiden andererseits an verschiedenen wendet wird, jede beliebige ändere Einrichtung umNachteilen; so benötigen sie beispielsweise eine große fassen, mit welcher die Laufrichtung der entgegen-Eingangssignalleistung,
es sind von Hand verstell- 55 gesetzt umlaufenden Strahlbündel um feste Winkel bare Reflektoren erforderlich, Rauschempfindlichkeit verändert werden kann. Insbesondere umfaßt der
infolge von Vibrationen des optischen Resonators Ausdruck »Reflektor« also auch rückseitig verspietritt
auf, und die Demodulation ist wegen der hohen gelte Spiegel oder Prismen.
Trägerfrequenz schwierig. Der Reflektor 14 ist vorzugsweise teildurchlässig,
Trägerfrequenz schwierig. Der Reflektor 14 ist vorzugsweise teildurchlässig,
Durch die vorliegende Erfindung soll ein optisches 60 beispielsweise mit einem Durchlässigkeitsgrad von
Frequenzmodulationssystem für kohärentes Licht ge- 5%>, derart, daß er eine Austrittsstelle für die in der
schaffen werden, bei dem die erwähnten Nachteile optischen Schleife zirkulierende Energie darstellt. In
der bekannten Systeme vermieden sind und das ins- der optischen Schleife sind zwei mit einem stimulierbesondere
ein in einfacher Weise demodulierbares baren Medium gefüllte Rohre 16 und 18 angeordnet.
Signal mit weitgehend verringertem Rauschpegel lie- 65 An Stelle dieser beiden Rohre kann ein beliebiges
fert; insbesondere soll durch die Erfindung ein fre- herkömmliches stimulierbares Medium verwendet
quenzmodulierter Strahl und ein mit diesem im werden, mittels welchem kohärente wellenförmige
wesentlichen zusammenfallender, praktisch nicht Schwingungen mit zwei voneinander verschiedenen
3 4
Frequenzen aufrechterhalten werden können. Bei- einschließlich des Wegs durch die Zelle 26 definierten
spielsweise kann jedes dieser beiden stimulierbaren optischen Strahlengangs bestimmt. Die effektive opti-
Medien ein herkömmliches He-Ne-Entladungsrohr sehe Weglänge durch die Zelle 26 hindurch hängt
mit der (nicht dargestellten) üblichen zugehörigen von der Amplitude der an den Elektroden 28 und 30
Hf-Anregungsenergiequelle aufweisen. Die Stirnflä- 5 angelegten Spannung sowie von den elektrooptischen
chen der Entladungsrohre können unter dem Brew- Eigenschaften des Materials der Zelle ab.
ster-Winkel geneigt sein, derart, daß eine Polarisa- Die Polarisationsebene des im Uhrzeigersinn um-
tionsebene der umlaufenden Energie begünstigt wird. laufenden Strahlbündels, wie sie durch den Pfeil 14 b
Die Modulationsvorrichtung ist zwischen den Re- für den Austritt von dem Reflektor 14 dargestellt ist,
Sektoren 10 und 14 angeordnet und weist zwei 45°- io wird durch den Rotator 24 in eine zur optischen
Faraday-Rotatoren 22 bzw. 24 sowie eine zwischen Achse der Zelle 26 rechtwinklige, durch den Pfeil
diesen angeordnete signalgesteuerte elektrooptische 24 b angedeutete Lage verdreht. Nachdem das Strahl-Vorrichtung
26 auf. Die Vorrichtung 26 ist in F i g. 1 bündel die Kerr-Zelle 26 mit der durch den Pfeil 26 b
als Kerr-Zelle dargestellt, jedoch können statt dessen in Fig. 2 angedeuteten Polarisationsebene verlassen
andere bekannte elektrooptische Vorrichtungen, wie 15 hat, durchsetzt der Strahl den Rotator 22, welcher
beispielsweise eine Pockels-Zelle, verwendet werden. seine Polarisation wieder in die ursprüngliche Lage
In F i g. 1 sind zwei Elektroden 28 und 30 schema- zurückbringt, wie durch den Pfeil 22 b angedeutet,
tisch angedeutet. Mit den Elektroden 28 und 30 sind Wie bekannt, hat das Anlegen eines Potentials zwi-Ausgangsleitungen einer Signalquelle 32 verbunden. sehen den Elektroden 28 und 30 zur Folge, daß der Die Quelle 32 liefert das zu übertragende Signal und 20 Strahl mit Polarisation parallel zur Feldrichtung eine kann beispielsweise einen herkömmlichen Leistungs- von der Geschwindigkeit des Strahls mit Polarisation Verstärker aufweisen, welcher unmittelbar an die rechtwinklig zur Feldrichtung verschiedene Geschwin-Elektroden 28, 30 angekoppelt ist. digkeit in der Zelle erhält. Dieser Geschwindigkeits-
tisch angedeutet. Mit den Elektroden 28 und 30 sind Wie bekannt, hat das Anlegen eines Potentials zwi-Ausgangsleitungen einer Signalquelle 32 verbunden. sehen den Elektroden 28 und 30 zur Folge, daß der Die Quelle 32 liefert das zu übertragende Signal und 20 Strahl mit Polarisation parallel zur Feldrichtung eine kann beispielsweise einen herkömmlichen Leistungs- von der Geschwindigkeit des Strahls mit Polarisation Verstärker aufweisen, welcher unmittelbar an die rechtwinklig zur Feldrichtung verschiedene Geschwin-Elektroden 28, 30 angekoppelt ist. digkeit in der Zelle erhält. Dieser Geschwindigkeits-
Das bisher beschriebene System dient, wie weiter unterschied führt zu einem Unterschied in der effek-
unten noch im einzelnen erläutert wird, zur Erzeu- 25 tiven optischen Weglänge der beiden Strahlen und
gung zweier Strahlbündel von geringfügig verschie- damit zu einem Frequenzunterschied zwischen dem
dener Frequenz, die in entgegengesetzter Richtung in im Uhrzeigersinn und dem im Gegenuhrzeigersinn
der optischen Schleife umlaufen. Ein außerhalb der laufenden Strahl.
Schleife befindlicher, rechtwinklig zu demjenigen In einem System mit einer optischen Schleife
Strahlweg, der eine geradlinige Fortsetzung des von 30 von 300 cm Länge und einer Nitrobenzol-Kerrzelle
dem Reflektor 12 zu dem Reflektor 14 verlaufenden von 4 cm Länge mit einem Abstand von 0,5 cm
Lichtstrahl darstellt, angeordneter Reflektor 34 dient zwischen den Elektroden ergibt eine angelegte Spanais
Vorrichtung, mittels welcher aus den beiden ent- nung von 3 kV einen Frequenzunterschied der beiden
gegengesetzt rotierenden Strahlbündeln abgezweigte Strahlbündel in der Größenordnung von 3,5 MHz.
Energie längs paralleler Strahlrichtungen bei 36 aus- 35 Der für das System zulässige maximale Abstand zwitreten
kann. sehen den beiden Frequenzen wird durch die Doppler-
Das in Fig. 1 gezeigte System arbeitet wie folgt: Bandbreite des optischen Senders bestimmt (annä-Der
durch die gestrichelte Linie 40 dargestellte, im hemd 900 MHz für die 1,15 μΐη He-Ne-Linie). Man
Uhrzeigersinn umlaufende Strahl und der durch die erkennt, daß das 3-kV-Vorspannpotential ohne weitestrichpunktierte
Linie 42 angedeutete, im Gegenuhr- 40 res von der Anode der Endleistungsverstärkerstufe
zeigersinn umlaufende Strahl verlaufen zwischen den der Quelle 32 geliefert werden kann.
Reflektoren 10, 12 und 14 längs des gleichen Wegs. Es ist ferner auch bekannt, daß Änderungen des Auf den Wegstücken zwischen den Reflektoren 10 einer Kerr-Zelle oder einer ähnlichen elektrooptischen und 12 und 12 und 14 haben die beiden Strahlbündel Vorrichtung zugeführten Potentials eine wesentlich dieselbe in der Zeichenebene liegende Polarisation, 45 größere Auswirkung auf die Geschwindigkeit des nämlich die durch die Orientierung der Austritts- Strahls mit Polarisation parallel zu dem elektrischen fenster mit einem stimulierbaren Medium gefüllten Feld der Zelle besitzt als auf die Geschwindigkeit des Rohre 16 und 18 bevorzugte. Die jeweilige Polarisa- Strahls mit Polarisation rechtwinklig zu dem elektrition der beiden Strahlbündel an verschiedenen Punk- sehen Feld. Auf diese Weise läßt sich durch Ampliten auf dem Wegstück zwischen den Reflektoren 10 50 tudenmodulation des zwischen den beiden Elektroden und 14 ist in F i g. 2 veranschaulicht. Die Polarisa- 28 und 30 angelegten Potentials eine Frequenzmodution des im Gegenuhrzeigersinn laufenden Strahl- lation des im Gegenuhrzeigersinn umlaufenden Strahls bündeis beim Verlassen des Reflektors 10 ist bei 10 a ohne nennenswerte Frequenzmodulation des im Uhrdargestellt. Durch den Faraday-Rotator 22 wird die zeigersinn laufenden Strahls erzielen. Die Amplituden-Polarisationsebene dieses Strahls um 45° in die durch 55 modulation des an die Kerr-Zellenelektroden 28, 30 den Pfeil 22 a angedeutete Lage verdreht. Die Kerr- angelegten Potentials kann beispielsweise in Gestalt Zelle 26 ist so orientiert, daß ihre optische Achse eines von der Quelle 32 gelieferten Audio- oder parallel zur Polarisationsebene des Gegenuhrzeiger- Video-Frequenzsignals erfolgen.
Strahlbündels, wie es aus dem Rotator 22 austritt, ist. Es läßt sich zeigen, daß für die oben angegebenen Die Orientierung des Gegenuhrzeiger-Strahlbündels 60 Parameterwerte eine Frequenzänderung des im beim Austritt aus der Kerr-Zelle 26 ist bei 26 a in Gegenuhrzeigersinn umlaufenden Strahls in der Grö-Fig. 2 dargestellt. Durch den Rotator 24 wird der ßenordnung von 50 kHz mit einem Wechselstrom-Strahl wieder in seine ursprüngliche Polarisations- eingangssignal mit einem doppelten Scheitelwert in ebene, wie sie durch den Pfeil 24 a angedeutet ist, der Größenordnung von 20 V erzielbar ist.
zurückgebracht. 65 Falls eine Kerr-Zelle als Modulationsvorrichtung
Reflektoren 10, 12 und 14 längs des gleichen Wegs. Es ist ferner auch bekannt, daß Änderungen des Auf den Wegstücken zwischen den Reflektoren 10 einer Kerr-Zelle oder einer ähnlichen elektrooptischen und 12 und 12 und 14 haben die beiden Strahlbündel Vorrichtung zugeführten Potentials eine wesentlich dieselbe in der Zeichenebene liegende Polarisation, 45 größere Auswirkung auf die Geschwindigkeit des nämlich die durch die Orientierung der Austritts- Strahls mit Polarisation parallel zu dem elektrischen fenster mit einem stimulierbaren Medium gefüllten Feld der Zelle besitzt als auf die Geschwindigkeit des Rohre 16 und 18 bevorzugte. Die jeweilige Polarisa- Strahls mit Polarisation rechtwinklig zu dem elektrition der beiden Strahlbündel an verschiedenen Punk- sehen Feld. Auf diese Weise läßt sich durch Ampliten auf dem Wegstück zwischen den Reflektoren 10 50 tudenmodulation des zwischen den beiden Elektroden und 14 ist in F i g. 2 veranschaulicht. Die Polarisa- 28 und 30 angelegten Potentials eine Frequenzmodution des im Gegenuhrzeigersinn laufenden Strahl- lation des im Gegenuhrzeigersinn umlaufenden Strahls bündeis beim Verlassen des Reflektors 10 ist bei 10 a ohne nennenswerte Frequenzmodulation des im Uhrdargestellt. Durch den Faraday-Rotator 22 wird die zeigersinn laufenden Strahls erzielen. Die Amplituden-Polarisationsebene dieses Strahls um 45° in die durch 55 modulation des an die Kerr-Zellenelektroden 28, 30 den Pfeil 22 a angedeutete Lage verdreht. Die Kerr- angelegten Potentials kann beispielsweise in Gestalt Zelle 26 ist so orientiert, daß ihre optische Achse eines von der Quelle 32 gelieferten Audio- oder parallel zur Polarisationsebene des Gegenuhrzeiger- Video-Frequenzsignals erfolgen.
Strahlbündels, wie es aus dem Rotator 22 austritt, ist. Es läßt sich zeigen, daß für die oben angegebenen Die Orientierung des Gegenuhrzeiger-Strahlbündels 60 Parameterwerte eine Frequenzänderung des im beim Austritt aus der Kerr-Zelle 26 ist bei 26 a in Gegenuhrzeigersinn umlaufenden Strahls in der Grö-Fig. 2 dargestellt. Durch den Rotator 24 wird der ßenordnung von 50 kHz mit einem Wechselstrom-Strahl wieder in seine ursprüngliche Polarisations- eingangssignal mit einem doppelten Scheitelwert in ebene, wie sie durch den Pfeil 24 a angedeutet ist, der Größenordnung von 20 V erzielbar ist.
zurückgebracht. 65 Falls eine Kerr-Zelle als Modulationsvorrichtung
Die Frequenz dieses im Gegenuhrzeigersinn um- verwendet wird, ist der Frequenzunterschied der beilaufenden
Strahls wird durch die effektive optische den Strahlen proportional dem Quadrat der zwischen
Weglänge des durch die Reflektoren 10, 12 und 14 den Elektroden 28 und 30 angelegten Spannung.
Claims (4)
- 5 6Daher lassen sich große Frequenzänderungen mit nur Schwebungsfrequenz im Empfänger läßt sich in dermäßigen Zunahmen der Vorspannung bzw. der Am- Weise erzielen, daß man die beiden Strahlen im Aus-plitude der Modulationskomponente erzielen. gang 36 abtastet, mittels eines Photomixers dasFalls die Wechselstrom-Modulationskomponente Schwebungssignal demoduliert, das Schwebungsfre-klein im Vergleich zu der Gleichstrom-Vorspannung "5 quenzsignal einem Diskriminator zuführt und dieist, ergibt sich ein Differenzsignal zwischen den bei- Gleichstromausgangsgröße des Diskriminators zurden Strahlen nach Art eines FM-Signals. Dieses Difie- Steuerung der Amplitude der von der Quelle 52renzsignal läßt sich durch Überlagerung der beiden gelieferten Vorspannung verwendet.Strahlenbündel in einem Photomixer zurückgewinnen, Bei dem in Fig. 1 beschriebenen Ausführungs-wobei der nichtmodulierte Strahl als »Überlagerungs- io beispiel werden drei Reflektoren verwendet, die eineOszillator«-Signal wirkt. Die erhaltene Schwebung ist im wesentlichen gleichseitige optische Schleife den-relativ unabhängig von Rauschsignalen als Folge von nieren; selbstverständlich kann jedoch statt dessenVibrationen des Systems aus Fig. 1, da derartige eine größere Anzahl von Reflektoren und/oder eineVibrationen beide Strahlen in gleicher Weise beein- andere Anordnung der Reflektoren zur Erzeugungflüssen. Der teildurchlässige Reflektor 14 und der 15 einer geschlossenen optischen Schleife dienen. Es istReflektor 34 dienen als Vorrichtung, mittels welcher nicht wesentlich, daß die Schleife die Form einesEnergie von den beiden entgegengesetzt gerichtet regelmäßigen Vielecks besitzt,umlaufenden Strahlenbündel längs eines gemein- In F i g. 1 sind zwei mit einem stimulierbarensamen optischen Wegs 36 gerichtet werden kann. Ein Medium gefüllte Rohre 16 und 18 zum Zweck einerkleiner Teil, d. h. etwa 5 "/0 der Energie des Gegen- 20 hohen Ausbeute auf kleinem Raum veranschaulicht.uhrzeiger-Strahlbündels, gelangt, direkt durch den Jedoch können mehr oder weniger Rohre verwendetReflektor 14 hindurch in die Strahlrichtung 36. Ein werden, vorausgesetzt, daß eine zur Aufrechterhaltungähnlicher kleiner Teil der Energie des im Uhrzeiger- der beiden entgegengesetzt umlaufenden Strahlbündelsinn umlaufenden Strahls tritt durch den Reflektor 14 ausreichende Schleifenverstärkung gewährleistet ist.hindurch und trifft auf den Reflektor 34 auf. Dieser 25 Es ist auch nicht notwendig, daß die Rohre in vanein-Reflektor 34 ist rechtwinklig zu dem einfallenden ander getrennten optischen Wegstücken zwischenStrahl angeordnet und reflektiert daher die Energie voneinander verschiedenen Reflektorpaaren oder inin der Einfallsrichtung zurück. Da der Reflektor 14 von den Modulationsbauteilen 22, 24 und 26 getrenn-nur schwach durchlässig ist, wird der größte Teil der ten optischen Wegstücken angeordnet sind,von dem Reflektor 34 reflektierten Energie von dem 30 In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurdeReflektor 14 in Richtung des optischen Pfades 36 die Verwendung .von stetig arbeitenden optischenzurückgeworfen. Sendern vorausgesetzt; eine ähnliche ArbeitsweiseWie ersichtlich, kann das beschriebene System läßt sich jedoch auch mit impulsförmig arbeitendengemäß Fig. 1 als Übertragungssystem verwendet Lasern erzielen. In diesem Fall kann die Zelle 26 diewerden. In einem derartigen System kann die Signal- 35 relativen Frequenzen der beiden Strahlen von Impulsquelle 32 ein audio- bzw. videomoduliertes Signal an zu Impuls ändern.die Elektroden 28, 30 liefern. Die von dem optischen Die elektrooptische Vorrichtung 26 kann durchSender längs der Strahlrichtung 36 abgegebenen Vorrichtungen wie beispielsweise eine Faraday-ZelleStrahlen werden auf einen entfernt angeordneten ersetzt werden, in welcher Doppelbrechung durch einoptischen Empfänger gerichtet. In dem Empfänger, 40 Magnetfeld statt durch ein elektrisches Feld induziertder in Fig. 1 schematisch durch einen Photomixer bzw. geändert wird. In diesem Fall wären die Elek-48 angedeutet ist, wird durch Überlagerung der bei- troden28 und 30 durch eine geeignete Magnetwick-den Laserstrahlen in dem Photomixer 48 ein Signal lung um die Zelle zu ersetzen. Auch Zellen mit Dop-mit einer Frequenz gleich der Schwebungsfrequenz pelbrechungsinduktion durch mechanische Spannungzwischen den beiden Strahlen zurückgewonnen. Die- 45 können zur Strahlmodulation verwendet werden;ses Schwebungsfrequenzsignal trägt die Frequenz- jedoch ist die Verwendung derartiger Zellen nachmodulation des im Gegenuhrzeigersinn umlaufenden dem derzeitigen Stand weniger günstig, in AnbetrachtStrahls. Die Modulationskomponente dieses Schwe- der zur Erzeugung einer die Signalamplitude wieder-bungsfrequenzsignals kann in einem geeigneten Fre- gebenden mechanischen Spannung erforderlichenquenzdiskriminator zurückgewonnen werden. 50 komplizierten Anordnung. ,Falls eine Steuerung des Unterschieds zwischen Die Erfindung ist vorstehend an Hand bevorzugterden mittleren Frequenzen der beiden entgegengesetzt Ausführungsbeispiele beschrieben, die jedoch inumlaufenden Strahlbündel ohne Änderung der An- mannigfachen Einzelheiten abgewandelt werden kön-odenspeisespannung der Quelle 32 gewünscht wird, nen und denen daher keine einschränkende Bedeu-können, wie in F i g. 1A gezeigt, getrennte Wechsel- 55 tung zukommen soll,
strom- und Gleichstromeingänge für die Elektroden28, 30 vorgesehen sein. In Fig. IA sind entspre- Patentansprüche:chende Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in 1. Optisches Frequenzmodulationssystem fürFig. 1 bezeichnet. In der Schaltung gemäß Fig. IA kohärentes Licht, dessen optischer Sender (Laser)blockt der Kondensator 50 die Gleichstromkompo- 60 mehrere Spiegel in solcher Anordnung aufweist,nente von der Signalquelle 32 ab, gleichzeitig wird die daß sie für den Lichtweg eine geschlossene opti-Wechselstromkomponente an die Elektrode 28 ange- sehe Schleife bilden, in der ein oder mehrerekoppelt. Eine Vorspannungsquelle 52 liefert ein stimulierbare Medien eingebaut sind, die derGleichstrom-Vorspannungspotential beliebiger Größe. Erzeugung zweier in der Schleife in entgegen-Eine Drossel 54 dient als Sperre gegen das von der 65 gesetzter Richtung umlaufender und in derselbenQuelle 32 gelieferte Modulationssignal. Eine automat Ebene polarisierter Lichtstrahlenbündel dienen,tische Steuerung der Frequenzdifferenz zwischen den deren Frequenz durch die räumliche Stellung derbeiden Strahlen und damit der Zwischenträger- Spiegel mitbestimmt ist, und bei dem eine Vor-richtung vorgesehen ist, mittels welcher Lichtenergie von den beiden entgegengesetzt umlaufenden Lichtstrahlenbündel längs eines gemeinsamen optischen Strahlengangs aus dem optischen Sender austreten kann, dadurch gekennzeichnet, daß zur Frequenzmodulation des einen der beiden in entgegengesetzter Richtung in der Schleife (10, 12, 14) umlaufenden Lichtstrahlenbündel (40, 42) beide Lichtstrahlenbündel eine innerhalb dieser Schleife angeordnete elektrooptische Modulationseinrichtung (26) durchlaufen, die zwischen zwei die Polarisationsebene des Lichts symmetrisch vor- und zurückdrehende Rotatoren (22, 24) angeordnet ist und die, infolge steuerbarer Doppelbrechung und damit zusammenhängender steuerbarer Änderung des Brechungsindex ihres feldabhängig doppelbrechenden Mediums für eine bevorzugte Polarisationsebene, die optische Geschwindigkeit bzw. die Phase desjenigen der beiden umlaufenden Lichtstrahlenbündel (40), das in der bevorzugten Polarisationsebene schwingt, entsprechend einem Informationssignal (32) moduliert wird, während das entgegengesetzt umlaufende Lichtstrahlenbündel (42) durch die Rotatoren (22, 24) im Bereich des doppelbrechenden Mediums (26) in eine Polarisationsebene gedreht ist, in der es von der elektrooptischen Modulationseinrichtung (26) nicht beeinflußt wird und als unmodulierter Bezugsstrahl (42), der der Demodulation dient, mit abgestrahlt wird. - 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rotatoren (22, 24) als Faraday-Rotatoren jeweils eine Drehung der Polarisationsebene des sie durchsetzenden Lichtes von etwa 45° bewirken und daß als elektrooptische Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmodulation eine Kerr-Zelle (26) zwischen den beiden Faraday-Rotatoren angeordnet ist.
- 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen zwei benachbarten, der die geschlossene optische Schleife begrenzenden Spiegel (10,12 oder 12,14) ein Gasentladungsrohr (16 oder 18) mit stimulierbarem Medium und die Modulationseinrichtung (22, 26, 24) zwischen einem weiteren Spiegelpaar (10, 14) angeordnet ist.
- 4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Gasentladungsrohr (18) mit stimulierbarem Medium zusätzlich in dem noch freien Raum zwischen einem Spiegelpaar (12, 14) vorgesehen ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 109 512/184
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