DE19841044C2 - Verfahren und Vorrichtung zur qualitativen Bewertung von integriert-optischen Phasenmodulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur qualitativen Bewertung der Abhängigkeit des optischen Phasenhubs einer ei­ nen integriert-optischen Phasenmodulator (IOPM) passierenden Lichtwelle von der Ansteuerfrequenz und der Ansteuerspannung eines elektrischen Modulationssignals, das an ein Elektroden­ paar des durch einen optischen Kristall gebildeten, inte­ griert-optischen Phasenmodulators angelegt wird, in den die von einer Laser-Strahlquelle über Lichtwellenleiter herange­ führte Lichtwelle zur Phasenmodulation eingekoppelt wird. Au­ ßerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14. Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind interner Stand der Technik des Anmel­ ders.

Ein integriert-optischer Phasenmodulator ist eine Komponente der optischen Lichtwellenleiter-Nachrichtentechnik, welche dazu dient, die Phase einer hindurchgehenden Lichtwelle mit­ tels des im folgenden kurz beschriebenen Mechanismus zu än­ dern. Das zu modulierende Licht stammt zumeist von einem La­ ser beliebiger Bauart dessen Strahlung in einen durch eine Monomodefaser gebildeten Lichtwellenleiter eingekoppelt wird. Diese Lichtwelle wird im Lichtwellenleiter an den integriert- optischen Phasenmodulator herangeführt, was bei bestimmten, polarisierenden Bauarten von integriert-optischen Phasenmodu­ latoren üblicherweise mit einer polarisationserhaltenden Mo­ nomodefaser erfolgt. Dies wird dann in einen optischen Kri­ stall, zumeist aus Lithium-Niobat, eingekoppelt, in welchen ein Wellenleiterprofil eingearbeitet ist, um die Lichtwelle, vergleichbar wie in der Glasfaser, hindurch zu leiten.

Auf diesen Wellenleiter kann nun über zwei auf dem optischen Kristall aufgebrachte Elektroden ein elektrisches Feld ange­ legt werden. Dieses führt dann zu einer lokalen Brechungsin­ dexänderung des optischen Kristalls. Da die Ausbreitungsge­ schwindigkeit des Lichtes indirekt proportional mit dem Bre­ chungsindex des Ausbreitungsmediums zusammenhängt, ändert sich damit die Laufzeit der Lichtwelle durch den optischen Kristall und folglich auch ihre Phasenlage. Nach dem opti­ schen Kristall folgt wieder eine Einkopplung in eine Monomo­ defaser.

Ein integriert-optischer Phasenmodulator wird immer für eine bestimmte Wellenlänge ausgelegt, um eine optimale Führung der Lichtwelle im Wellenleiterprofil und in den ab- und zuführen­ den Lichtwellenleitern zu erreichen. Bezüglich der genauen Funktionsweise eines integriert-optischen Phasenmodulators wird auf die Literaturstelle von Dr. Ing. W.-H. Rech: "Ein frequenzstabiler optischer Mehrkanalsender", Fortschr. - Ber. VDI Reihe 9 Nr. 118, Düsseldorf VDI Verlag 1991. Seiten 18 bis 39 hingewiesen.

Mit diesen Komponenten können bei den in der optischen Nach­ richtentechnik üblichen Wellenlängen zwischen 800 nm und 1500 nm Phasenverschiebungen von mehreren Wellenlängen er­ reicht werden, was mehreren 2.π Phasenhub entspricht. Die notwendigen Ansteuerspannungen für einen Phasenhub von 180°, die sogenannte Vπ-Spannung, liegen dabei je nach Bauart, An­ steuerfrequenz und Lichtwellenlänge etwa zwischen 4 V und 14 V.

Dabei wird in kohärent-optischen digitalen Übertra­ gungssystemen zumeist ein Phasenhub von exakt 180° ange­ strebt, da sich damit die beste Übertragungsqualität reali­ sieren läßt, vgl. dazu die diesbezüglichen Ausführungen in "Coherent Optical Communications Systems" von S. Betti, G. De Marchis, E. Iannone, New York u. a. John Wiley & Sons, 1995, S. 148 bis 155 und S. 254 bis 259. Es ist daher von äußerster Wichtigkeit, das Verhältnis zwischen Ansteuerspannung und da­ mit erreichtem Phasenhub zu kennen.

Dieser Phasenhub ist dabei zusätzlich frequenzabhängig, und zwar ergibt sich in etwa ein Tiefpaßverhalten, d. h. je größer die Ansteuerfrequenz (bzw. die Datenrate des zu übertragenden Digitalsignals) bemessen ist, um so geringer wird der Phasen­ hub bei konstanter Ansteueramplitude, womit die Übertragungs­ qualität abnimmt.

Die Hersteller von integriert-optischen Phasenmodulatoren messen zur Qualitätskontrolle nicht direkt den Frequenzgang des Phasenhubs oder die für 180° nötige Ansteuerspannung, sondern sie kontrollieren diese mittels eines im gleichen Produktionsverfahren gebauten integriert-optischen Intensi­ tätsmodulators nach der sogenannten Mach-Zehnder Bauweise. Ein solcher Mach-Zehnder-Aufbau enthält zwei Phasenmodulato­ ren.

Indem die Funktionstüchtigkeit dieser Komponente nachgewiesen wird, was auf sehr einfache Weise geschieht, wird auch der im gleichen Produktionszyklus hergestellte integriert-optische Phasenmodulator als funktionstüchtig angesehen. Es finden zwar beim endgültigen Zusammenbau des integriert-optischen Phasenmodulators noch verschieden Tests statt, jedoch wird die Qualität der Phasenmodulation niemals direkt überprüft.

Es hat sich gezeigt, daß dadurch des öfteren integriert-opti­ sche Phasenmodulatoren ausgeliefert werden, welche nicht die geforderten technischen Werte erfüllen oder sogar völlig un­ brauchbar sind, ohne daß dies vom Hersteller in der Endkon­ trolle erkannt werden konnte.

Aus DE 40 19 474 A1 ist ein Verfahren zum Abgleich des Modu­ lationshubes von elektro-optischen Phasenmodulatoren bekannt. Hierbei wird zum Abgleich des Modulationshubs eine der zum Modulator gehörenden Elektroden in eine Reihe kleiner Segmen­ te aufgeteilt, die zunächst alle mit einer genormten Modula­ tionsspannung verbunden werden. Zum Abgleich werden dann so­ viele Segmente von der Modulationsspannung getrennt, bis der gewünschte Modulationshub erreicht ist.

Ferner ist aus EP 358 532 A2 unter anderem ein Verfahren zum Ansteuern eines integrierten optischen Phasenmodulators be­ kannt. Es wird eine Ladung mit sich ändernden Raten entspre­ chend der Größe eines die Laderate steuernden Signals an dem integrierten optischen Phasenmodulator vorgesehen, so daß die Kapazitanz des Phasenmodulators die Ladung speichert. Die durch die Kapazitanz gespeicherte Ladung wird durch eine Spannung an der Kapazitanz überwacht. Anschließend wird die Größe der Spannung mit der Größe der ausgewählten Spannung verglichen, und die gespeicherte Ladung wird entladen, sobald festgestellt wird, daß die Ladungsmenge die Größe der gewähl­ ten Spannung überschreitet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit sich eine direkte Messung und damit Kontrolle der Qualität der Phasenmodulation von in­ tegriert-optischen Phasenmodulatoren durchführen läßt, so daß eine Auslieferung und ein späterer Einsatz von nicht die ge­ forderten technischen Werte erfüllenden oder sogar völlig un­ brauchbaren integriert-optischen Phasenmodulatoren in siche­ rer und zuverlässiger Weise verhindert werden.

Gemäß der Erfindung wird diese gestellte Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur direkten Messung des Frequenzgangs der Phasenmodulations­ stärke des integriert-optischen Phasenmodulators die von der Laser-Strahlquelle in den Lichtwellenleiter eingekoppelte Lichtwelle mit einem ersten Faserkoppler in zwei Zweige, näm­ lich in einen Referenzzweig und einen Meßzweig, aufgeteilt wird. Die Lichtwelle im Referenzzweig dient als Referenz­ lichtwelle und die Lichtwelle im Meßzweig wird durch den zu vermessenden integriert-optischen Phasenmodulator in der Pha­ se moduliert. Die beiden Lichtwellen werden daraufhin in ei­ nem zweiten Faserkoppler wieder vereinigt und dabei überla­ gert und das aus dieser Vereinigung entstandene, an einem er­ sten Ausgang des zweiten Faserkopplers abgenommene Überla­ gerungssignal wird mit einem schnellen Photodetektor in ein elektrisches Signal gewandelt.

Der zu vermessende integriert-optische Phasenmodulator wird vom das Modulationssignal bildenden Ausgangssignal eines Netzwerk-Analysators angesteuert, in welchen das über den schnellen Photodetektor gewonnene elektrische Signal zurück­ geführt wird, wodurch die Frequenzgangmessung des optischen Phasenhubs durch Anfertigung typischer Transmissions-Plots mit Phasenhub-Amplitude und -Phase in Abhängigkeit von der Ansteuerfrequenz ermöglicht wird.

Zusätzlich wird zur Erzielung einer konstanten Phasenbezie­ hung zwischen den beiden zu überlagernden Lichtwellen die im Referenzzweig laufende Lichtwelle in ihrer Phase geregelt, wozu ein weiterer Photodetektor dient, der an den zweiten Ausgang des weiteren Faserkopplers angeschlossen ist und ein elektrisches Sensorsignal für einen Regler liefert, welcher seinerseits für einen weiteren, im Referenzzweig enthaltenen integriert-optischen Phasenmodulator ein dort als Modulati­ onssignal dienendes Stellsignal liefert.

Darüber hinaus wird zur direkten Messung der Ansteuerspannung für einen Phasenhub von 180° des zu vermessenden integriert- optischen Phasenmodulators über eine Ansteuerung des inte­ griert-optischen Phasenmodulators mit einem periodischen Si­ gnal variabler Amplitude das Maximum der detektierten Signalamplitude gesucht.

Der weitere, am zweiten Ausgang des zweiten Faserkopplers an­ geschlossene Photodetektor ist in zweckmäßiger Weise langsa­ mer, also "schmalbandiger" als der am ersten Ausgang ange­ schlossene schnalle Photodetektor.

Auch der weitere, im Referenzzweig liegende integriert-opti­ sche Phasenmodulator ist in seinem Verhalten in zweckmäßiger Weise langsamer als der im Meßzweig angeordnete integriert- optische Phasenmodulator.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens nach der Er­ findung besteht darin, daß zur zusätzlichen Messung der modu­ lationsbedingten Änderung der optischen Eingangs-Rückstreuung eines integriert-optischen Phasenmodulators das davon zurück­ reflektierte Licht am freien Eingang des ersten Faserkopplers mittels eines optischen Leistungsmessers gemessen wird.

In vorteilhafter Weise werden beim Verfahren nach der Erfin­ dung Maßnahmen zur Polarisationserhaltung im Meßzweig und Re­ ferenzzweig vorgesehen. Dafür können in den beiden Zweigen polarisationserhaltende Lichtwellenleiter oder Polarisations­ stellglieder, vorzugsweise insgesamt drei, sorgen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Er­ findung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Laser-Strahl­ quelle über einen Lichtwellenleiter an einen Eingang eines ersten Faserkopplers angeschlossen ist, an dessen einen Aus­ gang sich ein optischer Referenzzweig und an dessen anderen Ausgang sich ein optischer Meßzweig anschließen. Ferner lie­ gen im optischen Meßzweig ein zu vermessender integriert- optischer Phasenmodulator und im optischen Referenzzweig ein weiterer integriert-optischer Phasenmodulator.

Diese beiden optischen Zweige sind ausgangsseitig jeweils mit einem Eingang eines zweiten Faserkopplers verbunden, wobei die optischen Verbindungen in beiden Zweigen mit Lichtwellen­ leitern realisiert sind. Von einem ersten Ausgang des zweiten Faserkopplers ist das vereinigte, durch Überlagerung der bei­ den Zweigsignale entstandene Signal über einen Lichtwellen­ leiter mit einem schnellen Photodetektor verbunden, dessen elektrisches Ausgangssignal einem Netzwerk-Analysator zuge­ führt ist, dessen Ausgangssignal an den zu vermessenden inte­ griert-optischen Phasenmodulator als steuerndes Modulations­ signal hingeführt ist.

An den zweiten Ausgang des zweiten Faserkopplers ist über Lichtwellenleiter ein weiterer Photodetektor angeschlossen ist, dessen elektrisches Ausgangssignal einem Regler zuge­ führt ist, dessen elektrisches Ausgangssignal einem Regler zugeführt ist, welcher durch Regelalgorithmen dafür sorgt, daß das an den im Referenzzweig befindlichen integriert- optischen Phasenmodulator angelegte Stellsignal für eine kon­ stante Phasenbeziehung zwischen Meß- und Referenzzweig sorgt.

Bei einer solchen Vorrichtung ist in zweckmäßiger Weise zur zusätzlichen Messung der modulationsbedingten Änderung der optischen Eingangs-Rückstreuung eines integriert-optischen Phasenmodulators an einen zweiten, die Funktion eines Aus­ gangs ausübenden Eingang des ersten Faserkopplers über einen Lichtwellenleiter ein optischer Leistungsmesser für Rückre­ flexionen angeschlossen.

Das Verfahren nach der Erfindung und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens werden im folgenden anhand von vier Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Blockschaltbild den Aufbau einer Meßplatz- Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 nebeneinander drei Darstellungen eines I-Q-Phasen­ kreises mit jeweils unterschiedlichem Phasenabstand zwischen der Lichtwelle im Meßzweig und der Lichtwel­ le im Referenzzweig,

Fig. 3 das aus der Frequenz- und Phasenmodulationstechnik bekannte Bessel-Spektrum mit der Amplitude der Spek­ trallinien in Abhängigkeit von der Phasenhub-Ampli­ tude, welche der Spannungsamplitude am Eingang des zu vermessenden integriert-optischen Phasenmodulators entspricht,

Fig. 4 nebeneinander die Darstellungen dreier I-Q- Phasenkreise und jeweils darunter das detektierte Si­ gnal bei Wechselspannungsansteuerung des integriert- opti-schen Phasenmodulators in Form von leicht abge­ schrägten Rechteckimpulsen,

Fig. 5a bis 5c nebeneinander die Darstellungen von drei I-Q- Phasenkreisen und jeweils das darunter detektierte Si­ gnal bei einer Wechselspannungsansteuerung des inte­ griert-optischen Phasenmodulators, in Fig. 5a in Form einer Dreiecksspannung (U < Vπ) mit einer langsamen Frequenz von etwa 100 Hz, in Fig. 5b Spannungsverläufe bei U = Vπ und in Fig. 5c Spannungsverläufe bei U < Vπ,

Fig. 6 die Maximumbestimmung der Bessellinie J₁ bei fester Frequenz, und

Fig. 7 ein Bestimmen der Ansteuerspannung mit gleichgroßen Amplituden der Bessellinien J₁ und J₂.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Meßplatz-Vorrichtung für ein Qualitätsbewertungsverfahren nach der Erfindung wird das Licht von einer monomodigen Laser-Strahlquelle 1 in eine Mo­ nomode-Faser 2 eingekoppelt und an einen ersten 50 : 50-Faser- X-Koppler 3 herangeführt und dort in zwei gleich große Teile aufgeteilt. Ein Faser-X-Koppler ist seinem Prinzip nach ein aus zwei verschmolzenen Monomode-Fasern bestehendes Element der optischen Nachrichtentechnik, welches zwei fasergeführt ankommende Lichtwellen mischt bzw. eine Welle gleichmäßig auf beide Ausgangsfasern aufteilt.

Der eine Teil der gleichmäßig aufgeteilten Lichtwelle wird in der Vorrichtung nach Fig. 1 dann - weiterhin fasergebunden - in einem Meßzweig 4 durch einen zu vermessenden integriert- optischen Phasenmodulator 5 und der andere Teil parallel dazu in einem Referenzzweig 6 durch einen die Referenzphase steu­ ernden, zweiten integriert-optischen Phasenmodulator 7 ge­ führt. Beide Teile werden schließlich in einem zweiten 50 : 50- Faser-X-Koppler 8 wieder vereinigend überlagert.

In den beiden Zweigen 4 und 6 sind insgesamt drei Polarisati­ onsstellglieder 9, 10 und 11 zur optimalen Einstellung der Polarisation der Wellen für die nachfolgenden, je nach Bauart polarisierend wirkenden Phasenmodulatoren 5 bzw. 7 und zur optimalen Anpassung der Wellenüberlagerung vorgesehen. An den einen Ausgang des zweiten 50 : 50-Faser-X-Koppler 8 ist ein breitbandiger optischer Photodetektor 12 zum Messen des Fre­ quenzgangs des zu vermessenden integriert-optischen Phasenmo­ dulators 5 angeschlossen. Am anderen Ausgang des zweiten 50 : 50-Faser-X-Kopplers 8 liegt ein schmalbandiger Detektor 13, welcher als Sensorsignalgeber für die Referenzphasen- Regelung dient, wie sie später noch im einzelnen beschrieben wird.

Diese Regelung garantiert eine gleichbleibend optimale Über­ lagerung der Referenzzweig- mit der Meßzweig-Welle, auch bei Phasenstörungen. Die bisher beschriebenen Wege betreffen op­ tische Signalwege, die in Lichtwellenleitertechnik ausgeführt sind, und sind wie alle optischen Signalwege in der Fig. 1, gepunktet dargestellt. An dieser Stelle wird bereits darauf hingewiesen, daß in der Fig. 1 der Weg des elektrischen HF- Meßsignals mit gestrichelter Linie und der Weg des elektri­ schen Regelsignals mit durchgezogener Linie dargestellt ist.

Mit dem in der Fig. 1 dargestellten Meßaufbau können folgende Messungen vorgenommen werden:

• 1. Relativer Frequenzgang des Phasenmodulationshubs, d. h. relativ zum DC-Phasenhub, mit Phasensynchronisier-Rege­ lung.
• 2. Ansteuerspannung für 180° Phasenhub (Vπ) bei geringen Frequenzen ("DC-Phasenhub").

Zusammen ergibt die Auswertung der Messungen von (1) und (2) den absoluten Frequenzgang des Phasenhubs, also die Informa­ tion, wieviel Phasenhub sich bei einer bestimmten Frequenz mit einer bestimmten Spannung erzielen läßt. Dies läßt sich dann auch einfach in die nötige Ansteuerspannung bei einer bestimmten Frequenz umrechnen, um einen konstanten Phasenhub von z. B. 180° zu erhalten, wie er in digitalen Übertragungs­ systemen (BPSK; Binary-Phase-Shift-Keying Übertragung, Umta­ sten des Phasenzustands der Lichtwelle je nach Bitzustand um 0° oder 180°) erwünscht ist.

• 1. Änderung der optischen Rückflußdämpfung bei Reflexionen aus dem Modulator zurück zur Laser-Strahlquelle mit der Modulationsfrequenz.

Die unter dem Punkt (1) angegebene Messung beruht auf dem Prinzip der Wellen-Selbstüberlagerung ("selbsthomodyn" bzw. "Self-Homodyning"). Das Licht der hochstabilen Laser-Strahl­ quelle 1 wird entsprechend Fig. 1 mittels des ersten 50 : 50- Faser-X-Kopplers 3 in zwei Zweige aufgeteilt, wobei der eine Zweig den Referenzzweig 6 und der andere den Meßzweig 4 bil­ det. Im Referenzzweig 6 befindet sich zum Nachführen der Re­ ferenzzweig-Phase, wie später noch beschrieben wird, der in­ tegriert-optische Phasenmodulator 7, der langsam ist. Das Licht im Meßzweig 4 wird durch den zu testenden integriert- optischen Phasenmodulator 5 in seiner Phase moduliert.

Das ansteuernde Modulationssignal ist beispielsweise eine Si­ nusspannung mit variabler Frequenz, welche in vorteilhafter Weise von einem Netzwerk-Analysator 14 geliefert wird. Dann werden die beiden Zweige 4 und 6 im zweiten 50 : 50-Faser-X- Koppler 8 wieder vereinigt, womit eine Überlagerung der bei­ den Phasenlagen erreicht wird. Außer den jeweils in einem der beiden Zweige 4 und 6 angeordneten Polarisationsstellgliedern 9 und 10 ist noch das weitere Polarisationsstellglied 11 nö­ tig, da die Polarisation der beiden zu vereinigenden Licht­ wellen übereinstimmen muß. Bei Verwendung polarisationserhal­ tender Lichtwellenleiter (Fasern, Faserstecker und Koppler) können die Phasenstellglieder 9, 10 und 11 entfallen, weil dann die richtige Polarisation jeweils gewährleistet ist.

Das überlagerte Signal wird dann an einem Ausgang des zweiten Faser-X-Kopplers 8 durch den schnellen Photodetektor 12 de­ tektiert, wie er in der optischen Lichtwellenleiter- Nachrichtentechnik gebräuchlich ist. Dabei wird das Summensi­ gnal der Meß- und Referenzlichtwelle quadriert und in einen Photostrom gewandelt (Leistungsdetektion bedeutet Detektion des E-Feld-Quadrats). Dieser Vorgang ist mathematisch verein­ facht in der Gleichung (3) dargestellt. Es ist zu sehen, daß sich neben zwei DC(Gleichstrom)-Termen ein Signal ergibt, welches proportional zum phasenmodulierten Signal ϕ(t) = A₀.C .sin(2πf₀t) ist. Es handelt sich beim Quadrieren des Selbsthomodynsignals an der Detektordiode des Photodetektors 12 also um eine lineare Demodulation.

Es ergibt sich nun ein maximales elektrisches Empfangssignal bei der modulierten Frequenz, wenn die Meßzweig-Welle gegen­ über der Referenz-Welle in der Phasenlage exakt um 90° ver­ schoben ist. In diesem Zusammenhang wird auf die mittlere Darstellung in der Fig. 2 hingewiesen. Wenn sich die Meßzweig- Welle in ihrer Phase verschiebt, sinkt die Überlagerungssumme und das detektierte Signal nimmt entsprechend ab. Für kleine Phasenhübe des modulierten Signals vom Netzwerk-Analysator 14 (etwa bis ±10°) ergibt sich dabei in guter Näherung ein li­ nearer Zusammenhang zwischen Amplitude des den integriert- optischen Phasenmodulator 5 an seinen Modulationselektroden ansteuernden elektrischen Signals und der Amplitudenänderung beim Detektionssignal. Für relative Frequenzgangmessungen ist dies völlig ausreichend.

Erhöht man den Phasenhub allerdings auf größere Werte, so bildet sich das von der Frequenz- und Phasenmodulation her bekannte Bessel-Spektrum aus (siehe Fig. 3), d. h. es ergeben sich noch weitere Spektrallinien im Frequenzband und zugleich geht der lineare Zusammenhang zwischen der hier als Meßgröße genutzten J₁-Amplitude und der den integriert-optischen Pha­ senmodulator 5 ansteuernden Spannung verloren. Dies wird bei diesem Meßverfahren durch die erwähnten geringen Ansteuer­ amplituden vermieden.

ϕ(t) = A₀ . C.sin(2π₀t) Gl. (1)

C: physikalischer Proportionalitätsfaktor

J₁(A₀) ≅ A₀.D.sin(α) Gl. (2)

D: physikalischer Proportionalitätsfaktor

E: physikalischer Proportionalitätsfaktor.

Da sich aufgrund von Temperaturausdehnungen und Gebäude­ schwingungen die Lauflängen in den beiden Zweigen 4 und 6 ständig leicht ändern, ist eine aktive Phasennachführung des Referenzsignals an den Meßzweig 4 nötig. Dazu wird, wie Fig. 2 zeigt, der DC-Offset des Überlagerungssignals durch den zwei­ ten Photodetektor 13, der langsamer und somit "schmal­ bandiger" als der erste Photodetektor 12 ist, am zweiten Aus­ gang des 50 : 50-Faser-X-Kopplers 8 detektiert und einem Regel­ kreis mit einem Regler 15 zugeführt.

In diesem Regelkreis wird nach technisch bekannten Verfahren (PI-Regler) eine Ansteuerspannung für den integriert- optischen Phasenmodulator 7 im Referenzzweig 6 derart gene­ riert, daß die durch Temperaturausdehnung und sonstige uner­ wünschte Längenänderungen der Lichtwellenleiter entstehende Phasendrift (Zeitkonstante in der Größenordnung von 1/10 Se­ kunde) zwischen den beiden überlagerten Signalen exakt ausge­ glichen wird. Es ergibt sich damit eine zeitlich konstante Phasenlage der beiden im zweiten Faser-X-Koppler 8 (Fig. 1) überlagerten Signale, womit eine ungestörte Frequenzgangmes­ sung ermöglicht wird.

Solange das an die Modulationselektroden des integriert- optischen Phasenmodulators 7 im Referenzzweig 6 ausgegebene Regelsignal nicht den Ansteuerbereich von etwa ±20 V über­ schreitet, was ungefähr 5 Wellenlängen entspricht, funk­ tioniert diese Phasenlage-Regelung. Falls dieser Spannungsbe­ reich überschritten wird, erfolgt ein Reset des Reglers 15, wodurch dieser auf einen voreingestellten Wert etwa in der Mitte des Ansteuerbereichs zurückgesetzt wird und dann sofort wieder mit dem Regeln beginnt. Dabei entsteht ein kurzer Ein­ bruch des geregelten Überlagerungssignals, der je nach Wahl des voreingestellten Reset-Wertes kaum stört.

Es wird entsprechend Fig. 2 jeweils die Projektion des Pha­ senmodulationssignals Φ(t) auf die In-Phase-Achse I im Pha­ senkreis (in Fig. 2 waagrechter Doppelpfeil an der horizonta­ len Achse, entspricht dem Realteil in komplexer Darstellung) detektiert. Die über den in der Fig. 1 mit 15 bezeichneten Regler verlaufende Regelung des DC-Offset-Wertes (in Fig. 2 waagrechter Pfeil mit einer Spitze) auf einen konstanten Wert bewirkt eine konstante Phasenlage zwischen Meßzweigwelle und Referenzzweigwelle.

Die maximale und gleichzeitig am wenigsten verzerrte Signalamplitude erhält man dabei bei einer Regelung auf den DC-Wert in der Mitte des Phasenkreises (Phasenlage 90°, mitt­ lere Darstellung in Fig. 2). Eine ungünstige Phasenlage mit sehr kleiner projizierter Signalamplitude stellt dagegen die rechte Darstellung in der Fig. 2 dar.

Fig. 3 zeigt das aus der Frequenz- und Phasenmodulationstech­ nik bekannte Bessel-Spektrum mit der Amplitude der Spek­ trallinien in Abhängigkeit von der Phasenhub-Amplitude, wel­ che der Spannungsamplitude am Eingang des zu vermessenden in­ tegriert-optischen Phasenmodulators entspricht. Bei kleiner Ansteuerspannungsamplitude ergibt sich ein linearer Zusammen­ hang zwischen J₁-Amplitude und Ansteuerspannungsamplitude (Phasenhub). Erst bei größerem Phasenhub prägt sich der nichtlineare Effekt bei der Winkelmodulation aus ("Bessel­ spektrum").

Dieser Sachverhalt ist in der Fig. 3 links unten erkennbar. Der Doppelpfeil an der horizontalen Achse zeigt den kleinen Phasenhub, dem an der vertikalen Amplitudenachse der Spek­ trallinien des Besselspektrums eine Ansteuerungsamplitude zu­ geordnet ist, die der J1-Amplitude proportional ist. Die hö­ heren Spektrallinien entlang J2, J3 usw. sind dort vernach­ lässigbar.

Im folgenden wird auf die unter dem Punkt (2) angegebene Mes­ sung eingegangen. Das Verhältnis zwischen Ansteuerspannung und Phasenhub des zu vermessenden integriert-optischen Pha­ senmodulators 5 bei beliebigen Frequenzen wird mit Hilfe ei­ ner Wechselspannungsansteuerung des integriert-optischen Pha­ senmodulators 5, beispielsweise mit einem Rechtecksignal, und einer Spitze-Spitze-Spannungsmessung, z. B. einem Digital- Speicher-Oszilloskop mit Meßfunktionalität durchgeführt. Die Wechselspannungansteuerung des integriert-optischen Phasenmo­ dulators 5 moduliert die Phase der Welle im Meßzweig 4 und erzeugt daher nach der Überlagerung bei der Detektion im schnellen Photodetektor 12 ebenfalls eine Wechselspannung.

In diesem Zusammenhang wird auf die in der Fig. 4 für drei verschiedene Fälle nebeneinander dargestellten Phasenkreise in der I-Q-Ebene hingewiesen. Diese detektierte Wechselspan­ nung kann aber einen bestimmten Wert nicht überschreiten, welcher sich exakt bei ±90° Phasenhub ergibt. Danach sinkt die Amplitude nämlich wieder, wie sich unschwer anhand der In-Phase-Projektionen (Doppelpfeil entlang der horizontalen I-Achse) des Phasenkreises erkennen läßt. Die Rechteck- Spannung, bei der die Spitzenwert-Messung des Empfangssignals ein Maximum anzeigt, ist damit die nötige Spannung für 180° Phasenhub, die sogenannte Vπ.

Was die Amplituden-Messung angeht, so wird bei konstanter An­ steueramplitude des zu vermessenden integriert-optischen Pha­ senmodulators 5 die größte Amplitude immer dann detektiert, wenn der Quadraturanteil (Projektion auf vertikale Achse Q) der Modulationsendpunkte gleich ist, d. h. in anderen Worten, wenn das modulierte Phasensignal symmetrisch zur senkrechten Phasenkreisachse ist. Da die Phase des Signals allerdings bei dieser Messung nicht geregelt werden kann, ohne das Meßergeb­ nis zu verfälschen, fährt man bei einer festen Test-Ansteuer­ amplitude des integriert-optischen Phasenmodulators 5 die Re­ ferenzphase mit dem im Referenzzweig 6 angeordneten inte­ griert-optischen Phasenmodulator 7 langsam hoch und beobach­ tet das Ergebnis mit einem Speicheroszilloskop.

Aus dem aufgezeichneten Signal läßt sich dann einfach die Stelle mit der größten Amplitude finden und diese Amplitude messen. Dann erhöht man die Ansteuerspannung des zu messenden integriert-optischen Phasenmodulators 5 und wiederholt die Messung. Aus dieser Meßreihe läßt sich leicht das Maximum und damit Vπ herauslesen. Alternativ kann man auch auf das ab­ sichtliche Hochfahren der Referenzphase verzichten und sich nur die zufällige Phasen-Fehlanpassung aufgrund der Tempera­ turausdehnung der Lichtwellenleiter zunutze machen. Dieser etwas aufwendige mehrfache Meßvorgang kann selbstverständlich durch geeignete Software und Schnittstellen zu den Meßgeräten automatisiert werden.

Das Meßverfahren läßt sich wiederum mit Hilfe der in Fig. 4 dargestellten Phasenkreise erklären. Die größte detektierte Signalamplitude, hier für Rechteck-Ansteuerung mit leicht schrägen Flanken, entsteht bei 180° Phasenhub und 90° mitt­ lere Phasenlage zwischen Test- und Referenzzweig. Dieser Op­ timalfall ist in der mittleren Darstellung von Fig. 4 gezeigt.

Im folgenden wird schließlich noch auf die unter Punkt (3) angeführte Messung erläuternd eingegangen. Elektromagnetische Wellen erfahren beim Übergang von einem Ausbreitungsmedium (z. B. Luft) in ein anderes mit einem anderen Brechungsindex (z. B. Glas) teilweise Reflexionen. Da der optische Kristall im integriert-optischen Phasenmodulator durch das jeweils an­ gelegte elektrische Feld seinen Brechungsindex dynamisch än­ dert, werden auch hier geringe Anteile des im Lichtwellenlei­ ter passierenden Lichtes in den Zubringer-Lichtwellenleiter 2 zurückreflektiert.

Treffen diese Reflexionen auf die Laser-Strahlquelle 1, so können sie die Stabilität des Lasers empfindlich beeinflus­ sen, besonders da diese Reflexionsintensität mit der Phasen­ modulator-Ansteuerfrequenz moduliert ist. Die relative Zu- oder Abnahme dieser Reflexionen in Abhängigkeit von der Modu­ lationsfrequenz und der Modulationsamplitude läßt sich nun am mit 16 bezeichneten Port des ersten Faser-X-Kopplers 3 mit einem optischen Leistungsmeßgerät 17 messen. Die dort gemes­ sene Amplitudenänderung beträgt aufgrund der 50 : 50 Teilung des Faser-X-Kopplers 3 nur die Hälfte des wahren Wertes.

Unter Zugrundelegen des Verfahrens nach der Erfindung läßt sich eine außerordentlich genau und zuverlässig arbeitende, breitbandig und direkt vermessende Meßplatz-Vorrichtung für die Qualität von integriert-optischen Phasenmodulatoren auf­ bauen.

Nachstehend werden weitere Meßmethoden zur Bestimmung von Vπ beschrieben, und zwar

• A) im unteren Frequenzbereich → "Vπ-DC"
• B) im HF-Bereich zur Vermessung von Vπ über der Frequenz, und zwar mit Hilfe des Maximums der ersten Bessellinie (J₁) bei einem Phasenhub von 2.103°, und
• C) im HF-Bereich zur Vermessung von Vπ über der Frequenz, mit Hilfe der Amplitudengleichheit von erster und zweiter Bessellinie (J₁ und J₂) bei einem Phasenhub von 2.149°.

Im Fall (A) wird die vorstehend beschriebene Methode zur Mes­ sung von Vπ dahingehend abgewandelt, daß eine Dreieckspannung mit einer niedrigen Frequenz von etwa 100 Hz (praktisch DC- Ansteuerung) durchgeführt wird. (Siehe Fig. 5a, Mitte). Die Dreieckspannung mit der niedrigen Frequenz von etwa 100 Hz wird an den Phasenmodulator 5 angelegt und das an einem Kopp­ lerausgang des Faser-X-Kopplers 8 mittels eines Phasendetek­ tors detektierte Signal wird beobachtet. (Die Dreiecksignal­ form wird durch die nichtlineare Abbildung am Phasenmodula­ tor 5 im Idealfall bei einer Auslenkung von +/-90° genau so umgesetzt, daß als Realteilprojektion ein Sinus zu beobachten ist.) (Siehe Fig. 5a, rechte Spalte).

In Fig. 5b sind in der mittleren Spalte die Spannungsverläufe bei U = Vπ und unterschiedliche Phasendifferenzen darge­ stellt.

Wie Fig. 5c zu entnehmen ist, entsteht ab einer Spannung, die etwas über Vπ liegt, d. h. U < Vπ und bei einer entsprechenden Phasendifferenz zwischen dem Test- und Referenzzweig ein cha­ rakteristisches Signal mit zwei kleinen Einbuchtungen an Ma­ xima und Minima (siehe Fig. 5c, Mitte). Die Spannung, ab wel­ cher dieser Effekt auftritt, läßt sich bei der niedrigen Fre­ quenz sehr genau beobachten und damit wird ein exakter Span­ nungswert für "DC-Vπ" erhalten.

Im Fall (B) weist die J₁-Bessellinie bei einem Phasenhub von 1,6 rad, was einem einseitigen Phasenhub von 103° entspricht, ein Maximum auf. Nachdem die Ansteuerspannungsamplitude für dieses Maximum bestimmt ist, läßt sich auf Vπ zurückrechnen. Diese Spannung bei einer konstanten Frequenz wird bestimmt, indem die Bessellinie J₁ auf einem Spektrumanalysator beob­ achtet wird und dabei langsam die Ansteuerspannungsamplitude hochgefahren wird.

Falls das Signal aufgrund Temperaturausdehnung der Fasern schwankt, läßt sich mit der Maximum-Hold-Funktion des Spek­ trumanalysators die Messung vereinfachen, da dann der maxima­ le Wert gespeichert wird. Damit kann der maximale Wert zur jeweiligen Ansteuerspannung leicht bestimmt werden. Die Meß­ genauigkeit und -Geschwindigkeit kann stark erhöht werden, indem der vom Spektrumanalysator beobachtete Frequenzbereich um die Bessel J₁-Linie eng eingegrenzt wird. Dies ist mög­ lich, da ja nur jeweils bei einer festen Frequenz gemessen wird. In Fig. 6 ist der Zusammenhang mit Hilfe der Besselfunk­ tionsschar veranschaulicht.

Im Fall (C) gelingt ähnlich wie beim Fall (B) das Bestimmen eines Zusammenhangs zwischen Ansteuerspannung und Phasenhub durch Beobachten des Besselspektrums mit Hilfe eines Spek­ trumanalysators. Hier werden die Bessellinien J₁ und J₂ gleichzeitig beobachtet und die IOPM-Ansteuerspannung wird solange hochgefahren, bis die Bessellinien J₁ und J₂ gleich groß sind, was bei einem einseitigem Phasenhub von 149° der Fall ist, was einem Gesamtphasenhub von 298° entspricht.

Aufgrund der unterschiedlichen Bewertung der geraden und un­ geraden Bessellinien mit dem Sinus oder Cosinus des Phasen­ differenzwinkels, wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 bereits aus­ geführt ist, muß ohne eine exakte Phasendifferenzregelung für jeden Spannungswert darauf gewartet, daß sich aufgrund der zufälligen Faserausdehnungen einmal die maximale J₁-Amplitude und einmal die maximale J₂-Amplitude ausgebildet hat, was mit Hilfe der Maximum-Hold-Funktion des Spektrumanalysators be­ quem realisierbar ist.

Falls eine funktionierende Phasenregelung eingesetzt werden kann, muß die Phasendifferenz auf exakt 45° gehalten werden, da sonst die geraden und ungeraden Linien ungleich gedämpft werden, womit kein direkter Vergleich einer ungeraden mit ei­ ner geraden Linienamplitude mehr möglich ist. Aus der somit bestimmten Spannung für 298° Phasenhub läßt sich wieder leicht auf die Spannung für 180° zurückrechnen. Veranschau­ licht wird dieser Zusammenhang wieder anhand der Bessellinien in Fig. 7.

Alle drei hier zusätzlich angeführten Meßmethoden können ent­ weder mit einer Phasendifferenzregelung oder ohne diese ein­ gesetzt werden. Im Fall (A) ist eine stabilere Messung mög­ lich; allerdings muß auf die richtige Einstellung der Phasen­ differenz geachtet werden. Einfacher erscheint es, den ent­ sprechenden Phasendifferenzzustand aufgrund zufälliger Tempe­ raturausdehnungsschwankungen der Glasfasern abzuwarten.

Im Fall (B) kann auch durch absichtliches Manipulieren der Phasenlage durch Spannungsansteuerung des zweiten Phasenmodu­ lators (7) (Referenzzweigmodulator) oder auch durch die zu­ fälligen Phasendifferenzänderungen gewährleistet sein, daß alle Phasendifferenzzustände (0° bis 360°) durchfahren wer­ den, damit auf jeden Fall das benötigte Signal mit der je­ weils maximalen gewünschten Amplitude beobachtet werden kann.

Dank der Funktionalität heutiger Meßgeräte (Speicheroszil­ loskop mit Hold-Funktion und Spektrumanalysator mit TRACE- oder Maximum-Hold-Funktion und engem Beobachtungsfrequenzbe­ reich) ist dies kein Problem.

Bezugszeichenliste

1

Laser-Strahlquelle

2

Monomode-Faser

3

Faser-X-Koppler

4

Meßzweig

5

Phasenmodulator

6

Referenzzweig

7

Phasenmodulator

8

Faser-X-Koppler

9

,

10

,

11

Polarisationsstellglied

12

Optischer Photodetektor

13

schmalbandiger Detektor

14

Netzwerk-Analysator

15

Regler

16

Port

17

Leistungsmeßgerät

Claims (18)

1. Verfahren zur qualitativen Bewertung der Abhängigkeit des optischen Phasenhubs einer einen integriert-optischen Phasen­ modulator (IOPM) passierenden Lichtwelle von der Ansteuerfre­ quenz und der Ansteuerspannung eines elektrischen Modula­ tionssignals, das an ein Elektrodenpaar des durch einen opti­ schen Kristall gebildeten, integriert-optischen Phasenmodula­ tors angelegt wird, in den die von einer Laser-Strahlquelle über Lichtwellenleiter herangeführte Lichtwelle zur Phasenmo­ dulation eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur direkten Messung des Frequenzgangs der Phasenmodulations­ stärke des integriert-optischen Phasenmodulators (5) die von der Laser-Strahlquelle (1) in den Lichtwellenleiter (2) ein­ gekoppelte Lichtwelle mit einem ersten Faserkoppler (3) in zwei Zweige, nämlich in einen Referenzzweig (6) und einen Meßzweig (4), aufgeteilt wird, daß die Lichtwelle im Refe­ renzzweig als Referenzlichtwelle dient und die Lichtwelle im Meßzweig durch den zu vermessenden integriert-optischen Pha­ senmodulator in der Phase moduliert wird, daß die beiden Lichtwellen daraufhin in einem zweiten Faserkoppler (8) wie­ der vereinigt und dabei überlagert werden und das aus dieser Vereinigung entstandene, an einem ersten Ausgang des zweiten Faserkopplers abgenommene Überlagerungssignal mit einem schnellen Photodetektor (5) in ein elektrisches Signal gewan­ delt wird, daß der zu vermessende integriert-optische Phasen­ modulator vom das Modulationssignal bildenden Ausgangssignal eines Netzwerk-Analysators (14) angesteuert wird, in welchen das über den schnellen Photodetektor gewonnene elektrische Signal zurückgeführt wird, wodurch die Frequenzgangmessung des optischen Phasenhubs durch Anfertigung typischer Trans­ missions-Plots mit Phasenhub-Amplitude und -Phase in Abhän­ gigkeit von der Ansteuerfrequenz ermöglicht wird, daß zusätz­ lich zur Erzielung einer konstanten Phasenbeziehung zwischen den beiden zu überlagernden Lichtwellen die im Referenzzweig laufende Lichtwelle in ihrer Phase geregelt wird, wozu ein weiterer Photodetektor (13) dient, der an den zweiten Ausgang des weiteren Faserkopplers angeschlossen ist und ein elektri­ sches Sensorsignal für einen Regler (15) liefert, welcher seinerseits für einen weiteren, im Referenzzweig enthaltenen integriert-optischen Phasenmodulator (7) ein dort als Modula­ tionssignal dienendes Stellsignal liefert, und daß darüber hinaus zur direkten Messung der Ansteuerspannung für einen Phasenhub von 180° des integriert-optischen Phasenmodulators über eine Ansteuerung des zu vermessenden integriert-opti­ schen Phasenmodulators mit einem periodischen Signal varia­ bler Amplitude das Maximum der detektierten Signalamplitude gesucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Messung der modulationsbedingten Änderung der optischen Eingangs-Rückstreuung von integriert-optischen Pha­ senmodulatoren (6, 7) das davon zurückreflektierte Licht am freien Eingang (16) des ersten Faserkopplers (3) gemessen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Maßnahmen zur Polarisationserhaltung im Meßzweig (4) und Referenzzweig (6) enthalten sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Zweigen (4, 6) polarisationserhaltende Lichtwel­ lenleiter vorgesehen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Zweigen (4; 6) Polarisationsstellglieder (10; 9, 11), vorzugsweise insgesamt drei, für die Polarisationserhal­ tung sorgen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung einer monomodigen Laser-Strahl­ quelle (1) und von Monomode-Lichtwellenleiter-Fasern.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Faserkoppler (3, 8) 50 : 50-Faser-X- Koppler eingesetzt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das den integriert-optischen Phasenmodu­ lator (5) ansteuernde Modulationssignal ein Rechtecksignal ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß den integriert-optischen Phasenmodulator (5) ansteuernde Modulationssignal für den integriert- optischen Phasenmodulator (5) ein dreieckförmiges Signal ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dreieckförmige Modulationssignal eine niedrige Frequenz von etwa 100 Hz hat.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Vermessung des Phasenhubs des inte­ griert-optischen Phasenmodulators (5) als Ansteuerfrequenz eine feste Hochfrequenz verwendet wird, daß mit dem als Spek­ trumanalysator wirksamen Netzwerk-Analysator (14) das Bes­ selspektrum beobachtet wird und durch Hochfahren der Ansteu­ erspannungsamplitude der maximale Amplitudenwert der ersten Bessellinie (J₁-Linie) ermittelt wird, bei dem die Amplitude des Phasenhubs 1,8 rad (= 103°) beträgt, und daß dann nach der Bestimmung der Ansteuerspannungsamplitude für dieses Ma­ ximum auf die Spannung für einen Phasenhub von π zurückge­ rechnet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Vermessung des Phasenhubs des inte­ griert-optischen Phasenmodulators (5) als Ansteuerfrequenz eine feste Hochfrequenz verwendet wird, daß mit dem als Spek­ trumanalysator wirksamen Netzwerk-Analysator (14) das Bes­ selspektrum beobachtet wird und durch Hochfahren der Ansteu­ erspannungsamplitude ein Zustand hergestellt wird, in welchem die erste Bessellinie (J₁-Linie) und die zweite Bessellinie (J₂-Linie) gleiche Amplitudenwerte haben, was bei einseitigem Phasenhub von 149°, entsprechend einem gesamten Phasenhub von 298°, der Fall ist, und daß dann nach der Bestimmung der An­ steuerspannungsamplitude für dieses Maximum auf die Spannung für einen Phasenhub von π zurückgerechnet wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 8, 9, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phasendifferenzregelung zwischen den beiden integriert-optischen Phasenmodulatoren (5 und 7) vor­ genommen wird.

14. Vorrichtung zur qualitativen Bewertung der Abhängigkeit des optischen Phasenhubs einer einen integriert-optischen Phasenmodulator (IOPM) passierenden Lichtwelle von der An­ steuerfrequenz und der Ansteuerspannung eines elektrischen Modulationssignals, das an ein Elektrodenpaar des durch einen optischen Kristall gebildeten, integriert-optischen Phasenmo­ dulators angelegt wird, in den die von einer Laser-Strahl­ quelle über Lichtwellenleiter herangeführte Lichtwelle zur Phasenmodulation eingekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Laser-Strahlquelle (1) über einen Lichtwellenleiter (2) an einen Eingang eines ersten Faserkopplers (3) ange­ schlossen ist, an dessen einen Ausgang sich ein optischer Re­ ferenzzweig (6) und an dessen anderen Ausgang sich ein opti­ scher Meßzweig (4) anschließen, daß im optischen Meßzweig ein erster zu vermessender integriert-optischer Phasenmodulator (5) und im optischen Referenzzweig ein weiterer integriert- optischer Phasenmodulator (7) liegen, daß diese beiden opti­ schen Zweige ausgangsseitig jeweils mit einem Eingang eines zweiten Faserkopplers (8) verbunden sind, wobei die optischen Verbindungen in beiden Zweigen mit Lichtwellenleitern reali­ siert sind, daß von einem ersten Ausgang des zweiten Faser­ kopplers (8) das vereinigte, durch Überlagerung der beiden Zweigsignale entstandene Signal über einen Lichtwellenleiter mit einem schnellen Photodetektor (12) verbunden ist, dessen elektrisches Ausgangssignal einem Netzwerk-Analysator (14) zugeführt ist, dessen Ausgangssignal an den zu vermessenden integriert-optischen Phasenmodulator (5) als steuerndes Modu­ lationssignal hingeführt ist, daß an den zweiten Ausgang des zweiten Faserkopplers (8) über Lichtwellenleiter ein weiterer Photodetektor (13) angeschlossen ist, dessen elektrisches Ausgangssignal einem Regler (15) zugeführt ist, welcher durch Regelalgorithmen dafür sorgt, daß das an den im Referenzzweig befindlichen integriert-optischen Phasenmodulator (7) ange­ legte Stellsignal für eine konstante Phasenbeziehung zwischen Meß- und Referenzzweig sorgt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis ein Mehrfaches der Wellenlänge ausregeln kann, bei Überschreiten seines Regelbereichs ein Reset auf einen Wert etwa in der Mitte seines Stellbereichs vornimmt und so­ mit ohne störenden Signaleinbruch weiterregelt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß an einen zweiten, die Funktion eines Ausgangs ausübenden Ein­ gang (16) des ersten Faserkopplers (3) über einen Lichtwel­ lenleiter ein optischer Leistungsmesser (17) für die Messung von Rückreflexionen angeschlossen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Meßzweig (4) und in den Referenzzweig (6) Polarisationsstellglieder (10; 9, 11) zur Erreichung ei­ ner Polarisationserhaltung in den beiden Zweigen eingeschal­ tet sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Faserkoppler (3, 8) 50 : 50-Fa­ ser-X-Koppler sind.