DE1566955C - Optisches Informationsübertragungssystem - Google Patents

Description

täten begrenzen die Anwendbarkeit eines solchen Lichtsprechgerätes auf relativ niedrige Frequenzen. Treten auf dem Übertragungsweg der Lichtenergie Frequenzverschiebungen auf, so ist die Arbeitsweise des Lichtsprechgerätes . beeinträchtigt. Um solche Beeinträchtigungen zu vermeiden, wäre eine Frequenzsynchronisation zwischen Sender und Empfänger nötig. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein optisches Informationsübertragungssystem, mit hoher Kapazität und großer Zuverlässigkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit einem optischen Informationsübertragungssystem der eingangs beschriebenen Art gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß erfindungsgemäß eine elektrooptische Vorrichtung das Ausgangssignal des Maser-Oszillators empfängt und entsprechend einem informationstragenden Signal in der Frequenz moduliert, derart, daß das Frequenzspektrum ungeradzahliger Impulse aufwärts und das Frequenzspektrum geradzahliger Impulse abwärts geschoben wird, wobei die Verschiebung dem informationstragenden Signal proportional ist, und weiter daß ein optischer Demodulator mit Zeitverzögerungseinrichtung die Impulse der elektrooptischen Vorrichtung empfängt und ausgewählte Impulspaare zur Bildung erster und zweiter Impulse einander überlagert, wobei der erste Impuls in seiner Frequenz der Differenz der optischen Frequenz zwischen einem ersten ausgewählten Impulspaar entspricht, und der zweite Impuls in seiner Frequenz der Differenz der optischen Frequenz zwischen einem zweiten ausgewählten Impulspaar entspricht, sowie daß ein Detektor von den ersten und zweiten Impulsen die gewünschte, im sich ändernden Signal enthaltene, zum Modulieren des Ausgangssignals des Maser-Oszillators benutzte Information abnimmt.

Die vorliegende Erfindung macht von der Tatsache Gebrauch, daß das Frequenzspektrum (die Fourier-Komponenten) eines Zugs von geeigneten optischen Impulsen mit einer mehr oder weniger konstanten Wiederholungsgeschwindigkeit ohne Beeinflussung der Wiederholungsgeschwindigkeit verschoben werden kann. Die Größe der Verschiebung kann linear abhängig von dem Informationen führenden Eingangssignal gemacht werden. Erfindungsgemäß werden abwechselnde optische Impulse eines derartigen Zugs in der Frequenz nach oben und nach unten verschoben, und die aufeinanderfolgenden nach oben und unten verschobenen Impulse wefden in verschiedenen Zeitelementen zum Empfangsort übertragen. Dort wird eine geeignete Weglängendifferenz eingefügt, so daß benachbarte nach oben und nach unten verschobene Impulse zeitlich und räumlich zusammenfallen, um eine Überlagerungsfrequenz hervorzubringen. Diese Überlagerungsfrequenz beträgt für ein einzelnes Paar derartiger Impulse im wesentlichen das Doppelte der Frequenzverschiebung eines der Komponentenimpulse gegenüber der unmodulierten Lage. Dieser sich ändernden Überlagerungsfrequenz wird das Informationseingangssignal entnommen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die optische Impulszugquelle der Ausgang eines Lasers mit synchronisierten Wellentypen. Diese Einrichtung ist ein Gasmaseroszillator, in dem sowohl die Frequenz als auch die Amplitude der sogenannten longitudinalen Wellentypen stabilisiert sind. Da diese Wellentypen verkoppelt oder synchronisiert sind, zeigen sie eine gut definierte Amplitude und Phasenkennlinie. Wenn der Ausgang des Masers in dieser Weise synchronisiert ist, besteht er aus einem Zug von optischen Impulsen, die bei einer eingestellten Impulswiederholungsgeschwindigkeit ein festes Frequenzspektrum zeigen, das um eine mittlere charakteristische Frequenz liegt. Der Nennwert der Mittelfrequenz beträgt ncßL, wobei η eine ganze Zahl ist, c die Lichtgeschwindigkeit und L die effektive Länge des Maserhohlraumresonators für den Wellentyp in der Mitte der Verstärkungskurve mit doppelter Verbreiterung. Der stabilisierte Ausgang dieses Masers ist als Impulszugquelle für die vorliegende Erfindung gut geeignet.

Das obengenannte Impulsspektrum ist in einer Einrichtung verschoben, in der ein Lichtstrahl, z. B.

der durch einen Laser mit synchronisierten Wellentypen erzeugte Lichtstrahl durch einen Kristall aus elektrooptischem Material geht, der einem sich in geeigneter Weise ändernden elektrischen Feld ausgesetzt ist.

* Die Größe des sich ändernden elektrischen Potentials, das an den elektrooptischen Kristall angelegt wird, stellt die zu übertragende Information dar. Wenn das sich ändernde Potential z. B. sinusförmig ist, gibt es einen Bereich, der in jeder Periode einmal auftritt und währenddessen der Brechungsindex des Kristalls etwa linear zunimmt, ferner einen anderen Bereich, der in jeder Periode einmal auftritt und währenddessen der Brechungsindex etwa linear abnimmt. Das den Brechungsindex modulierende Signal und der Maser-Ausgang haben eine solche Phasenlage, daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Lichtimpulse zu diesen Zeiten in der Periode durch den Kristall gehen. Das Ausmaß der Frequenzverschiebung eines gegebenen Impulses hängt von der Größe und der Richtung der Änderungsgeschwindigkeit des an den Kristall angelegten Potentials ab. Anders gesagt, das Ausmaß der Verschiebung ist linear abhängig von der Spitzenamplitude des an den Kristall angelegten sich sinusförmig ändernden Potentials. Der Impulszug besteht somit nunmehr aus einer Reihe von abwechselnd nach oben und nach unten verschobenen Impulsen, deren Frequenzspektrum sich jeweils von dem im Kristallmodulator empfangenen Impuls um irgendeinen gewünschten Betrag unterscheidet.

Der in dieser Weise modulierte optische Impulszug wird zu einem Empfangsort übertragen, wo eine geeignete Weglängendifferenz eingefügt wird, um ein räumlich zeitliches Zusammenfallen jedes Paares von benachbarten nach oben und unten verschobenen Impulsen zu bewirken. Bei der bevorzugten Ausführung umfaßt diese Überlagerung von benachbarten Impulsen in einem Impulszug, der aus den Impulsen n, w + 1, « + 2 usw. besteht, zunächst die Überlagerung des Impulses η mit dem Impuls η + 1, dann die Überlagerung des Impulses η -f- 1 mit dem Impuls η + 2 und so fort. Das entstehende Modulationsprodukt ist eine Überlagerungsfrequenz, die etwa das Doppelte der Frequenzverschiebung beträgt, welche jeder Primärimpuls erfährt. Jedes aufeinanderfolgende Impuls-

paar zeigt eine Überlagerungsfrequenz entsprechend dem Kodierungsverfahren, das in dem Kristallmodulator verwendet wird. Eine gewöhnliche fotoelektrische Zelle oder insbesondere ein Fotovervielfacher mit einer fotoemittierenden Kathode wirkt sowohl als Detektor als auch als Demodulator, der ein Signal abgibt, dessen Frequenz dem informationsführenden elektrischen Potential analog ist, das an den Kristall angelegt wird.

Insbesondere gegenüber der obengenannten Patent- lässigen Spiegel 16 und 17 definiert ist. Das Gas

schrift bietet das beschriebene optische Informations- wird in geeigneter Weise z. B. mit Hilfe der Elek-

übertragungssystem mehrfach Vorteile. Da die Energie troden 18 und 19 erregt, die eine elektrische Entladung

in Form von optischen Impulsen und nicht als eine im Gas bei einer angelegten Gleichspannung erzeugen,

fortlaufende optische Welle übertragen wird, ist es 5 Innerhalb des Hohlraums im Lichtweg zwischen dem

durch Verwendung eines impulssynchronisierten De- Ende 15 und dem Spiegel 17 befindet sich ein Modu-

tektors möglich, das Rauschen etwa proportional der lator 20, z. B. ein geschmolzener Quarzblock. Ein

Quadratwurzel des Verhältnisses aus Impulsintervall Wandler 21, der auf dem Modulator 20 angebracht

und Impulslänge herabzusetzen. Dieses kann leicht ist und der mit einem Oszillator 22 verbunden ist,

einen Faktor von 5 oder mehr ergeben. Das System io induziert in ihm stehende Ultraschallwellen. Der

ist ferner verhältnismäßig unempfindlich für Ampli- Modulatorblock 20 ist in jeder Periode zweimal

tudenänderungen oder Scintillationen im Übertra- homogen, so daß die zwischen den Spiegeln 16 und

gungsweg. Weiterhin ist es nicht notwendig, einen 17 erzeugte Lichtwelle mit einer Geschwindigkeit

Synchronismus der Grundfrequenzen zwischen dem gestört wird, die das Doppelte der Modulatorfrequenz

Masersender und dem Empfänger wie bei gewöhn- 15 beträgt.

liehen Überlagerungssystemen aufrechtzuerhalten. Im Die mittlere Störfrequenz beträgt nominell nc/2L,

Gegensatz zur genannten Patentschrift besteht keine wobei η eine ganze Zahl ist und L die effektive Länge

Begrenzung auf gasförmige Lichtquellen. des Hohlraums für den axialen Wellentyp in der

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Mitte der Verstärkungskurve mit doppelter Verbreite-

Zeichnungen beschrieben. Es zeigt · 20 rung. Hierdurch wird bewirkt, daß alle Wellentypen

F i g. 1 ein Blockschema des Gesamtsystems, mit einer gut definierten Amplitude und Phasenlage

F i g. 2 ein Schema eines Ausf ührungsbeispielslmd stabilisiert oder verkoppelt werden. Der Maser-Aus-

F i g. 3, 4 und 5 graphische Darstellungen, welche gang besteht aus einer Reihe von Impulsen, die auf

verschiedene Frequenzphasenbeziehungen sowie andere einer Zeitskala in F i g. 3 dargestellt sind und deren

Beziehungen veranschaulichen, die im System auf- 25 Wiederholungsgeschwindigkeit gleich dem Doppelten

treten. der Störfrequenz ist — typischerweise 56 MHz —

Die Erfindung ist allgemein in dem funktionellen und deren Frequenzspektrum aus einer Vielzahl von

Blockschema der F i g. 1 dargestellt. Ein optischer Komponenten (die jeweils gleichbedeutend mit einem

Impulszug-Generator 10 erzeugt einen Strahl aus getrennten axialen Wellentyp sind), besteht, die einen

optischen Impulsen 11, bei dem das Frequenzspek- 30 gleichmäßigen Abstand von 56 MHz haben, wie es

trum festgelegt und die Wiederholungsgeschwindigkeit in F i g. 4 dargestellt ist.

eingestellt ist. Der Impulszug wird durch eine optische Der Maser-Ausgang wird z. B. zunächst durch

Frequenzscheibe-Einrichtung 30 geleitet, die unter einen Spiegel 17 in ein Medium 35 geleitet, das einen

dem Einfluß eines sich ändernden informationsführen- elektrooptischen Effekt zeigt, d. h. dessen Brechungs-

den Eingangssignals 50 das Frequenzspektrum der 35 index sich in einem angelegten elektrischen Feld

Impulse 31 mit ungerader Zahl nach oben und das ändert. Ein zufriedenstellend arbeitendes Material

Frequenzspektrum der Impulse 32 mit gerader Zahl für das Medium 35 ist ein Lithiummetaniobat (LiNbO₃)

nach unten verschiebt, und zwar um Beträge, die pro- Kristall. Der Impulszug kann zur Erzielung von er-

portional dem Eingangssignal sind. Die Wieder- höhten Frequenzverschiebungen mehrere Male durch

holungsgeschwindigkeit der Impulse 11 wurde nicht 4° den Kristall gehen.

geändert. Die nach oben und nach unten verschobenen Es ist ein zweiter Ausgang des Masers 12 notwendig, Impulse werden in verschiedenen Zeitelementen zu um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das phaseneinem Empfangsort übertragen, wo ein Teil der gleich mit den optischen Impulsen ist. Dies wird z. B. Energie jedes aufeinanderfolgenden Impulses in einer dadurch erreicht, daß ein Ausgang durch den Spiegel Verarbeitungseinrichtung 60 verzögert wird, so daß 45 16 und die Reflektoren 23 und 24 auf einen Fotoein Teil des nachfolgenden Impulses ihn zeitlich und vervielfacher 25 gerichtet wird, der einen elektrischen räumlich einholen kann. Der Ausgang der Verarbei- Ausgang von 56 MHz erzeugt. Dieser Ausgang geht tungseinrichtung 60 besteht aus einer Reihe von opti- seinerseits durch den Frequenzteiler 40, der aus später sehen Impulsen, deren Frequenzspektrum um eine dargelegten Gründen die Frequenz auf 28 MHz herabmittlere Überlagerungsfrequenz liegt, die durch das 50 setzt. Das Signal des Frequenzteilers 40'geht zu einem räumlich zeitliche Zusammenfallen von benachbarten Verstärker 26. Die dort bewirkte Verstärkung ändert Impulspaaren entsteht und deren Wiederholungs- sich entsprechend einem informationsführenden Signal geschwindigkeit wiederum gleich derjenigen des ur- 50. Der Verstärker 26 ist so eingerichtet, daß er ein sprünglichen Impulszuges ist. Die Überlagerungs- amplitudenmoduliertes Sinussignal erzeugt,
frequenz ändert sich um das Doppelte der Frequenz- 55 Dieses Sinussignal geht über einen Phasenschieber verschiebung eines ihrer Teilimpulse gegenüber der 29 zum Kristall 35, und zwar z. B. über die Platten 27 unmodulierten Lage. Ein Wandler 70 entnimmt dieser und 28 und in richtiger Phasenbeziehung zu den ansich zeitlich ändernden Überlagerungsfrequenz die kommenden optischen Impulsen. Demnach ist das gewünschte Information, die im Eingangssignal 50 ent- an den Kristall 35 angelegte elektrische Feld derart, halten ist. 60 daß es eine Geschwindigkeit der Änderung des Bre-

F i g. 2 zeigt einen geeigneten optischen Impulszug- chungsindex des Kristalls hervorbringt, wobei diese

Generator, den Gasmaser mit synchronisierten Wellen- Geschwindigkeit sich entsprechend dem Signal 50

typen. Der Maser 12 besteht aus einer langgestreckten ändert. Die optischen Impulse sind im Kristall während

Röhre 13, die ein aktives gasförmiges Mittel enthält der Intervalle vorhanden, in denen die größte Ge-

und die die lichtdurchlässigen Endteile 14 und 15 65 schwindigkeit der Änderung des Brechungsindex

aufweist, welche unter dem Brewsterschen Winkel auftritt.

geneigt sind. Die Röhre 13 ist in einem optischen Wenn das Medium ein scheibenförmiger Einkristall

Hohlraum angeordnet, der durch die teilweise durch- aus Lithiummetaniobat ist, der in geeigneter Weise

in das SJCh₁ ändernde elektrische Feld eingebracht ist, st die Änderung des Brechungsindex für Licht, das eiitlarig der größeren Achse polarisiert ist, gegeben durch

₃ E ·

Δη= —n_e r₃₃-^- = —1.64· 10 L·,

wobei n_e der außerordentliche Index ist (gleich etwa 2,20 bei Δ — 0,633 Mikrometer), r₃₃ der geeignete elektrooptische Koeffizient (gleich 3,08 · 10~⁹ cm/Volt) und das elektrische Feld E in Volt/cm ausgedrückt ist. In der Praxis wird damit eine Verschiebung, die etwa 850 MHz beträgt, für einen Durchgang durch den Kristall erreicht. Da ein optischer Impuls etwa 0,2 Nanosekunden zum Durchgang durch den Kristall benötigt, während die Zeit, in der das Feld E sich fast linear ändert, wesentlich größer ist, ist es möglich durch Erhöhung der Anzahl der Kristalldurchgänge Frequenzverschiebungen in der Größenordnung von 2,5 GHz zu erreichen.

Wenn die Grundwiederholungsgeschwindigkeit der auf den Kristall 35 auftreffenden Impulse X Impulse je Sekunde beträgt und wenn der Ausgang des Verstärkers 26 eine Frequenz von XjI Perioden hat, dann ist ersichtlich, daß bei gegebener richtiger Phasenlage jeder ungerade Impuls durch den Kristall 35 zu einer Zeit zunehmenden Brechungsindexes hindurchgeht, während jeder gerade Impuls durch den Kristall 35 zu einer Zeit abnehmenden Brechungsindexes hindurchgeht. Wenn, wie in F i g. 5 dargestellt ist, die Stärke des an den Kristall 35 angelegten elektrischen Feldes sich sinusförmig mit Xj2 Hertz ändert, jedoch mit einer Größe, die durch das Informationssignal 50 gesteuert wird, dann sieht sich jeder ungerade Impuls einem zunehmenden Brechungsindex gegenüber, während jeder gerade Impuls sich einem abnehmenden Brechungsindex gegenübersieht. Die Geschwindigkeit der Zunahme und der Abnahme ändert sich von Impuls zu Impuls. Es ergibt sich, daß die Impulse eine gewünschte Folge von sich ändernden Verschiebungen des Frequenzspektrums nach oben und unten erleiden.

Die auf diese Weise modulierten impulse werden durch geeignete Mittel zu einer optischen Verarbeitungseinrichtung 60 mit Zeitverzögerung an einen Empfangsort übertragen. Wie in F i g. 2 dargestellt, besteht die Verarbeitungseinrichtung 60 aus den Re-Hektaren 61, 62, 63 und 64. Die Reflektoren 61 und 64 sind teilweise durchlässig, teilweise reflektierend (typischerweise halbdurchlässig), während die Reflektoren 62 und 63 eine hohe Reflexion aufweisen. Der optische Weg 61-62-63-64 ist so eingerichtet, daß er länger als der optische Weg 61-64 ist, und zwar genau um die Strecke, die das Licht in der Zeit IjX durchlaufen kann, wobei X wie vorher die Impuls-Wiederholungsgeschwindigkeit ist. Ein ankommender Strahl 66, der aus abwechselnd nach oben und unten verschobenen Impulsen η, η + 1, η + 2, η + 3 usw. besteht, trifft auf den Reflektor 61. Jeder derartige Impuls wird durch den Reflektor 61 in zwei Impulse von annähernd gleicher Energie transformiert, von denen einer dem Weg 61-64 und der andere dem Weg 61-62-63-64 folgt. Es sei ein Punkt m hinter dem Reflektor 64 im Weg des Strahls 66 betrachtet. Ein Impuls am Punkt m ist der « + 1 Impuls, wenn er dem Weg61-64 folgte; er ist der Impuls«, wenn er dem Weg 61-62-63-64 folgte.

Auf Grund der gewählten optischen Weglängen werden, die Impulse η und η + 1 nunmehr überlagert und fallen kurz danach gemeinsam auf den Fotodetektor 65. Öieser enthält somit im Ausgang die Überlagerungsfrequenz, die der Differenz der optisehen Frequenz zwischen den Impulsen« und η + i entspricht. Das nächste von der Verarbeitungseinrichtung 60 empfangene Impulspaar besteht aus η + 1 und η + 2. In der oben beschriebenen Weise werden diese beiden Impulse überlagert, wobei der Fotodetektor 65 im Ausgang die Überlagerungsfrequenz enthält, die der Differenz der optischen Frequenz zwischen den Impulsen η + 1 und η + 2 entspricht.

Wenn der Reflektor 64 halbdurchlässig ist, fällt nur die Hälfte der Energie der ankommenden Impulse auf den Fotodetektor 65. Die übrige Energie kann jedoch von einem zweiten Fotodetektor 67 aufgenommen werden, der, wie in F i g. 2 dargestellt, im anderen Ausgangsweg des Reflektors 64 angeordnet ist. Durch parallelen Betrieb der Fotodetektoren 65 und 67 wird die sonst verlorene Energie gesammelt und benutzt. Zusätzlich kann es am Empfangsende wünschenswert sein, die empfangenen optischen Impulse vor der Überlagerung zu verstärken. Der Überlagerungsfrequenzausgang der Verarbeitungseinrichtiing 60 kann sich von Null für den Zustand ohne Änderung bis 5 GHz oder mehr ändern. Ein optischer Maser kann typischerweise eine Frequenzstabilität von 1 MHz je Millisekunde haben, d. h. eine Kurzzeitstabilität von wenigen Hertz in einem Zeitintervall, das gleich der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen ist. Von diesem GeSichtspunkt aus liegt daher die Tnformationsverarbeitungskapazität des Systems in der Größenordnung von 10⁹ Bit je Sekunde, wenn auch die Abfaßgeschwindigkeit, die gleich der lmpulswiederholungsgeschwindigkeit ist, diesen Wert um einen Faktor von 10 oder · vielleicht 100 herabsetzen kann.

Der Überlagerungsfrequenz-Ausgang der Fotodetektoren 65 und 66 kann durch die Verwendung irgendwelcher (nicht dargestellter) herkömmlicher Filterkreise geglättet werden, um die Impulswiederholungsfrequenz zu unterdrücken. Der geglättete Ausgang der Filter kann direkt verwendet oder in irgendeiner Weise verarbeitet werden, wie sie zur Verarbeitung herkömmlicher FM-Signale üblich ist. Selbstverständlich sind auch andere Impulsquellen geeignet. Zum Beispiel kann man einen stabilisierten optischen Maser verwenden, der keinen Modulator in einem Hohlraum aufweist, der aber irgendeinen äußeren Modulator zur Erzeugung der Impulse hat. Man kann auch die Verwendung elektromagnetischer Strahlung in den Wellenlängenbereichen ins Auge fassen, die dem sichtbaren Spektrum benachbart sind (infrarote oder ultraviolette Strahlung) und sogar im Mikrowellen und im Rundfunkbereich. Die niedrigeren Frequenzen würden nur einen Betrieb mit kleinerer Bandbreite erlauben, sie würden längere Wegdifferenzen in der Verarbeitungseinrichtung erfordern, jedoch im Prinzip in der gleichen Weise arbeiten.

Es stehen auch andere Verfahren zur Verschiebung der Frequenz der optischen Impulse zur Verfügung. Eine (nicht dargestellte) derartige Anordnung enthält einen Spiegel, der senkrecht zu seiner reflektierednen Oberfläche beweglich ist und der bei der Bewegung reelle Dopplerverschiebungen der optischen Frequenzen hervorbringt.

209 551/165

Bei einer anderen (nicht dargestellten) Anordnung könnte man an Stelle der Verschiebung der Frequenz der aufeinanderfolgenden Impulse nach oben und unten jeden zweiten Impuls nach oben (oder nach unten) verschieben und einen nichtverschobenen Impuls zwischen jedem nach oben (oder nach unten)

10

verschobenen Impuls übertragen. Die nicht verschobenen Impulse ständen dann auf Wunsch als Referenzfrequenz zur Verfügung. Der effektive Frequenzbereich würde halbiert, jedoch bliebe in jeder anderen Hinsicht die Arbeitsweise des Übertragungssystems im wesentlichen die gleiche.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Weg (61, 64) befindliche Impulsteil den auf dem Patentansprüche: zweiten Weg (61, 62, 63, 64) befindlichen Teil des früheren Impulses im Wegzusammenführungs-

1. Optisches Informationsübertragungssystem punkt einholt, um einen Impuls mit einer Frequenz mit einem optischen Maser-Oszillator zum Er- 5 zu erzeugen, die der Differenzfrequenz der zwei zeugen eines Ausgangssignals, das einen Zug Impulse entspricht.

optischer Impulse mit vorgegebener Impulsnenn- 5. Optisches Informationsübertragungssystem frequenz und mit vorgegebenem Nennspektrum nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch geaufweist, dadurch gekennzeichnet, kennzeichnet, daß das elektrooptische Material daß eine elektrooptische Vorrichtung (35) das io ein Lithiummetaniobat-Kristall ist.
Ausgangssignal des Maser-Oszillators empfängt 6. Optisches Informationsübertragungssystem und entsprechend einem informationstragenden nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch geSignal in der Frequenz moduliert, derart, daß das kennzeichnet, daß das zum Steuern der elektro-Frequenzspektrum ungeradzahliger Impulse auf- optischen Vorrichtung (35) verwendete Signal mit wärts und das Frequenzspektrum geradzahliger 15 dem Ausgangssignal mit phasenstarrer Moden-Impulse abwärts geschoben wird, wobei die Ver- kopplung synchronisiert ist.
Schiebung dem informationstragenden Signal proportional ist, daß ein optischer Demodulator

mit Zeitverzögerungseinrichtung (61 bis 64) die
Impulse der elektrooptischen Vorrichtung (35) 20

empfängt und ausgewählte Impulspaare zur BiI- Die Erfindung betrifft ein optisches Informationsdung erster und zweiter Impulse einander über- übertragungssystem mit einem optischen Maserlagert, wobei der erste Impuls in seiner Frequenz der Oszillator zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das Differenz der optischen Frequenz zwischen einem einen Zug optischer Impulse mit vorgegebener Impulsersten ausgewählten Impulspaar entspricht, und 25 nennfrequenz und mit vorgegebenem Nennspektrum der zweite Impuls in seiner Frequenz der Differenz aufweist.

der optischen Frequenz zwischen einem zweiten Bekanntlich liegt eine der vielversprechenden Anausgewählten Impulspaar entspricht und daß ein Wendungen des optischen Maser oder Laser auf dem Detektor (65, 67, 70) von den ersten und zweiten Gebiet der Informationsübertragung. Seine potentielle Impulsen die gewünschte, im sich ändernden Signal 30 Eignung für diesen Zweck ergibt sich aus den extrem enthaltene zum Modulieren des Ausgangssignals hohen Fortpflanzungsfrequenzen und der großen des Maser-Oszillators benützte Information ab- Frequenzbandbreite der optischen Energie. Bei dem nimmt. ■ optischen Laser als Quelle für kohärentes Licht umfaßt

2. Optisches Informationsübertragungssystem die Aufgabe der Übertragung von Information grundnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 35 sätzlich die Modulation des Lichts unter dem Einfluß der optische Demodulator mit Zeitverzögerungs- irgendeines Informationen führenden Signals, die einrichtung (61 bis 64) aufeinanderfolgend jeweils Übertragung der modulierten Lichtenergie zu einem zwei benachbarte Paare verschobener Impulse Empfangspunkt und die Demodulation der Lichtüberlagert, energie an diesem Punkt, um die gewünschte Infor-

3. Optisches Informationsübertragungssystem 40 mation zu entnehmen.

nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch Aus der deutschen Auslegeschrift 1204 978 ist gekennzeichnet, daß die elektrooptische Vorrich- eine Anlage zur Übertragung von Signalen mittels tung (35) aufgebaut ist aus elektrooptischen! modulierter Lichtstrahlung (Lichtsprechgerät) beMaterial, das von dem Zug der vom Maser er- kannt. Die Spektrallinien einer optischen Quelle zeugten optischen Impulse passiert wird, daß das ₄₅ werden auf Grund der Anwesenheit eines elektrischen informationstragende Signal eine Frequenz gleich _oder magnetischen Feldes aufgespalten (Stark-Effekt der halben Impulsfolgefrequenz und eine die In- bzw. Zeeman-Effekt). Durch Zuhilfenahme eines formation darstellende Amplitude aufweist und Wechselfeldes, das die zu übertragende Information daß ein Phasenschieber (29) die Phasenlage des beinhaltet, wird die eine Frequenzkpmponente der zum Steuern der elektrooptischen Vorrichtung (35) ₅o ausgestrahlten optischen Energie moduliert. Auf der benutzten Signals bezüglich der Phasenlage der Empfängerseite befindet sich ein Absorptionsfilter, optischen Impulse derart einstellt, daß jeder auf- das aus dem gleichen Gas wie die Lichtquelle besteht einanderfolgende Impuls das elektrooptische Ma- _und mit einem elektrischen bzw. magnetischen Feld terial dann durchquert, wenn dessen Brechungs- auf die gleiche Grundfrequenz wie die Lichtquelle index die größte Änderungsgeschwindigkeit erfährt. ₅₅ abgestimmt ist. Das Absorptionsfilter absorbiert die

4. Optisches Informationsübertragungssystem Grundfrequenz und läßt die auf Grund der Modunach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- !ation verschobenen Frequenzen mehr oder weniger kennzeichnet, daß der optische Demodulator mit durch. Die übertragene Information wird durch die Zeitverzögerungseinrichtung einen ersten (61, 64) Intensitätsschwankungen des das Absorptionsfilter und einen hiervon unterschiedlichen zweiten (61, 60 verlassenden Lichtes dargestellt.

62, 63, 64) optischen Weg aufweist, längs derer Eine Eigenschaft dieses Lichtsprechgerätes besteht

je ein Teil der Energie jedes Impulses läuft, und darin, daß beim Demodulationsvorgang im Absorp-

die anschließend wieder zusammengeführt sind, tionsfilter ein bestimmter Anteil der ankommenden

wobei der zweite (61, 62, 63, 64) Weg genügend informationstragenden Lichtenergie verlorengeht. Um

länger als der erste Weg (61, 64) ist, um den diesen 65 eine günstige Aufspaltung der benutzten Spektral-

Weg durchlaufenden Impulsteil um einen Betrag linie sowie eine ausreichende Modulation zu erhalten,

zu verzögern, der dem Zeitintervall zwischen den sind beispielsweise beim Zeeman-Effekt relativ starke

Impulsen gleich ist, wodurch der auf dem ersten Magnetfelder nötig. Die dafür benötigten Induktivi-