DE602005003839T2

DE602005003839T2 - Elektrisch programmierbarer impulsgenerator, insbesondere ein phasenprofil- und höchstauflösungsintensitätsgenerator

Info

Publication number: DE602005003839T2
Application number: DE602005003839T
Authority: DE
Inventors: Alain Jolly
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2005-08-09
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2025-08-10
Also published as: ATE381158T1; FR2874273A1; EP1776786B1; DE602005003839D1; FR2874273B1; US20080253775A1; WO2006018589A1; EP1776786A1; US7877021B2; JP2008509620A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch programmierbaren Impulsgenerator und insbesondere einen Phasen- und Intensitätsprofilimpulsgenerator mit sehr hoher Auflösung.
Der Gegenstand der Erfindung ist die Erzeugung total arbiträrer zeitlicher Impulsprofile, die Phasen- oder Intensitätsprofilen mit sehr hoher Zeitauflösung und großer Dynamik zugeordnet sind. Das Gebiet der mit der Erfindung erreichbaren Auflösungen ist sehr groß und ermöglicht insbesondere, Impulse mit Dauern von einer Picosekunde (ja sogar weniger) bis mehr als 100 Nanosekunden zu erhalten.
Egal ob es sich um elektrische, optische oder andere Impulse handelt, ist die Erzeugung von Profilen mit beliebiger Form generell innerhalb bestimmter Grenzen möglich und durch die Technik festgelegt. Die Zeitauflösung (δt), die das kleinste Zeitintervall bestimmt, in dem man den Signalpegel (ΔP) innerhalb des Impulses um eine bestimmte Größe variieren kann, bildet die erste dieser Grenzen. Der Kehrwert der Größe ΔP, von der man generell wünscht, dass sie ein möglichst kleiner Bruchteil des Signalspitzenwerts (Pmax) in dem Impuls sei, bestimmt die Modulationsdynamik (D). Diese Dynamik wird in allen Fällen durch den Rauschabstand, die Nichtlinearitätseffekte und die Codierung der Signaländerung ΔP bestimmt. Die drei Grundgrößen zur Quantifizierung der Leistungen einer programmierbaren Formungsvorrichtung (1) sind:

– die Dynamik D = Pmax/ΔP, die man immer versucht, größtmöglich zu machen,
– die Zeitauflösung δt, die das oben definierte Zeitintervall bestimmt und die man zu optimieren versucht,
– die Anzahl der Abtastproben N im Innern eines Formungsfensters der Dauer T_Fenster = N·δt, die man zu maximieren versucht.

Der Stand der Technik auf dem Gebiet der optoelektronischen Technologien für die Formung optischer und/oder elektrischer Impulse umfasst verschiedene Ansätze, abhängig von dem betreffenden Anwendungsgebiet.
Zum Beispiel das Dokument "National Ignition Facility Front end Laser System", von S. C. Burkhart et al., Solid State Lasers for Application to Inertial Confinement Fusion Conference, Proceedings, Seite 48, Monterey – CA, 31. Mai–2. Juni 1995, beschreibt ein System, wo zwei Höchstfrequenz-Mikrostreifenleitungen auf verteilte Weise miteinander gekoppelt werden können, entsprechend einer Serie von Elementarsektionen auf der Basis von Transistoren des Typs GaAs FET, um eine arbiträre und programmierbare Impulsform zu erzeugen. Die erste der beiden Leitungen ist die, welche zur Verteilung eines kurzen und starken Impulses dient, und die zweite ist eine Kombinationsleitung (oder Summierungsleitung) der sequentiell erzeugten elektrischen Abtastproben. Das zur Implantation der Leitungen verwendete Substrat ist ein Höchstfrequenzsubstrat mit geringen dielektrischen Verlusten, und die Leitungen sind mit einer räumlich variablen charakteristischen Impedanz strukturiert. Jeder der Transistoren wird vorpolarisiert mit Hilfe einer Gleichspannung Vi und weist einen äquivalenten Widerstand auf, abhängig von dem Spannungswert Vi. Der elektrische Energietransfer durch einen bestimmten Transistor hindurch erzeugt auf der Summierleitung eine Spannungsprobe, die in einem bestimmten charakteristischen Moment an die Ladung der zweiten Leitung angelegt wird, der abhängig ist von der Ausbreitungsgeschwindigkeit in dieser Leitung und von der Position des Transistors. Die Auflösung δt wird durch den kleineren der beiden Zeitwerte, gebildet durch die Dauer des elektrischen Impulses bei der Auslösung und den Abstand der Ausbreitungszeit in den beiden Leitungen, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kopplungspunkten definiert. Die Summierung in der Zeit der durch jeden der Transistoren erzeugten Spannungsproben bildet einen Kamm aus elektrischen Impulsen in einer Hülle bzw. Hüllkurve, deren Profil an den Bedarf angepasst wird. Eine Schwierigkeit bei diesem Vorrichtungstyp ist die Notwendigkeit einer sehr genauen Abtastung der gesamten elektrischen Struktur aufgrund dessen, dass die Intensität einer bestimmten Probe eine Funktion aller N Werte der Spannung Vi ist. Dies bedeutet, dass keine Probe unabhängig von den anderen definiert werden kann. Bei diesem Prinzip ist eine große Anzahl von Punkten durch die Assoziierung mehrerer elektronischer Karten möglich, die dann perfekt abgeglichen sein müssen bezüglich Ausbreitungszeit und Spannungsniveau. Diese Technik ermöglicht, Auflösungen im typischen Bereich δt = 150 bis 200 ps zu erhalten. Aber kleinere δt sind schwer vorstellbar wegen elektrischen Dispersionseffekten in den Mikrostreifenleitungen, die sehr limitativ sind. Die Anstiegszeiten bewegen sich ebenfalls in dem Bereich 150 bis 200 ps, und die Demonstration der Leistungen eines auf N = 300 gleichmäßig über einen Impuls der Dauer 30 ns verteilten Proben basierenden Systems (δt in der Praxis effektiv > 200 ps) ist in einem Impulsbereich durchgeführt worden, dessen Spitzenspannung 5 V Spitze erreicht.
Nach einer anderen Technik, beschrieben in dem Dokument "Aperture Coupled Striplines" in Quaterly reports LLE Rochester (Anwendung bei OMEGA) sind zwei Höchstfrequenzleitungen kontinuierlich über eine anpassbare Öffnung von räumlich variablen Profil gekoppelt. Das Profil der elektrischen Impulse kann dann in einem relativ großen Bereich modifiziert werden, weist aber nicht den Flexibilitätsgrad des vorhergehenden Systems auf. Insbesondere kann nicht jeder der Profilpunkte direkt adressiert werden und es ist für jedes zu erzeugende Profil im Voraus eine inverse bzw. reziproke Rechnung erforderlich. Hingegen sind die Anstiegszeitleistungen etwas höher als die vorhergehenden und bewegen sich um 100 ps herum für Impulsdauern von einigen Nanosekunden. Wie vorhergehend ist der Minimalwert von δt begrenzt durch die Technologie der elektronischen oder optischen Schalter, und der Maximalwert des Produkts N × δt ist begrenzt durch die elektrischen Dispersionsphänomene in den Leitungen.
Auf dem Gebiet der Anwendungen für die Impulslaser wurde das Prinzip der auf einem Substrat mit geringen Verlusten und von großer Länge abgeschiedenen Höchstfrequenzleitungen ursprünglich in einer einfacheren und nichtprogrammierbaren Konfiguration angewendet. Diese sehr einfache Konfiguration besteht darin, in einer festen elektrischen Ladung die Veränderung der Amplitude der elektrischen Reflexionen am Eingang einer einzigen Leitung auszuwerten, wobei die Impedanz dieser Leitung einen räumlich variablen Wert aufweist. Das Impedanzprofil längs dieser Leitung muss jedoch in Abhängigkeit von dem Profil des zu erzeugenden elektrischen Impulses an die Anforderung angepasst werden. Diese Vorrichtung ist die einfachste, aber sie funktioniert nur für Profile monotoner Impulse (monotone Zunahme oder Abnahme ohne Neigungsvorzeichenwechsel). Außerdem ist sie nicht programmierbar und in dem Kontext sehr genau zu realisierender Formmodelle relativ schwierig zu realisieren. Die für δt minimal weiter oben erwähnten elektronischen und elektrooptischen Grenzen sind noch immer gültig.
Auf dem Gebiet der niedrigeren Zeitauflösungen schlagen die Hersteller elektronischer Vorrichtungen Generatoren arbiträrer Formen für einen Auflösungsbereiche δt > 1 von einigen Nanosekunden vor. Es handelt sich um Vorrichtungen mit hoher Dynamik (D > einige 10²) für die N exzessiv hohe Werte annehmen kann, die aber bei δt-Werten im Picosekundenbereich intrinsisch inkompatibel sind.
Auf dem Gebiet der programmierbaren Generatoren arbiträrer Hochspannungsimpulsformen wurden ebenfalls Vorrichtungen auf der Basis von diskreten Linien oder von Streifenlinien vorgeschlagen. Sie ermöglichen den Zugang zu einem Bereich von δt-Werten von 100 bis 200 ps in einem Bereich von T_Fenster-Werten von einigen ns bis 10 ns für elektrische Impulse mit einer Spitzenintensität von einigen Kilovolt. Das Prinzip der Verwendung von Photoleitern in Streifenleitungen ist gegenwärtig das einzige, das mit Hochspannungsimpulsen und mit N gleich einigen zehn bis 100 Proben für Impulsdauern T_Fenster im 10 ns-Bereich kompatibel ist. Dieser Systemtyp bietet zwar eine große Dynamik (D > 10³), ist jedoch inkompatibel mit Werten δt < 100 ps auf dem Gebiet der Impulse mit einer Dauer von mehr als 10 ns, wobei wieder die oben genannten elektronischen und elektrooptischen Grenzen gelten.
Auf dem Gebiet der sogenannten "rein optischen" Technologien (s. zum Beispiel das Dokument B. Colombeau et al., "Saping of short laser Pulses by passive optical Fourier techniques", in Opt. Comm. 19, S. 201, 1976), die Formung von Laserimpulsen betreffend, ermöglichen Vorrichtungen, die auf der Benutzung einer Konversion und einer Frequenzmischung basieren, Profile optischer Impulse in dem Bereich δt < 1 ps zu realisieren. Diese Vorrichtungen ermöglichen also den Zugang zu hohen Zeitauflösungen, aber sie sind im Wesentlichen an Impulse von geringer Breite angepasst (typische Fenster von 1 ps–1 ns). Sie erfordern zu Beginn einen kurzen Impuls von bestimmter spektraler Breite, wovon die Ausgangsleistungen abhängen. Das Produkt N × δt ist relativ groß, typisch 10³ < N < 10⁴. Es erfordert jedoch a priori zur Erlangung eines spezifischen Profils kritische Kalibrierungsoperationen und ihre Realisierung ist sehr komplex in Bezug auf die optische Struktur. Ein anderes Beispiel eines Impulsgenerators wird in dem Dokument WO01/80507 beschrieben.
Die Erfindung betrifft ein System, das auf einem einfachen, sehr flexiblen und einen breiten Leistungsbereich ermöglichenden Konzept basiert. Es weist im Rahmen der Erzeugung total arbiträrer Profile den großen Vorteil auf, sehr einfach programmierbar zu sein, ausgehend von einer Sequenz voneinander unabhängiger Proben. In Abhängigkeit von der erwünschten Probenzahl kann der Zeitauflösungsbereich δt-Werte abdecken, die von einigen ps-Bruchteilen (auf dem optischen Gebiet) und einigen ps (auf dem elektrischen Gebiet) bis mehrere 10 ns gehen, unter gleichzeitiger Beibehaltung sehr hoher N- und D-Werte. Dieses Konzept ist auf wenigstens zwei mögliche Konfigurationen anwendbar:

– die eine, vom elektrooptischen Typ, in dem δt-Bereich größer als einige ps, ist anwendbar auf die Funktionen der Phasenmodulation oder optischen Intensität oder elektrischen Intensität. Diese Konfiguration ist eine vollständige Faserkonfiguration und daher sehr kompakt und robust. Auf der Benutzerebene wirkt sich die Tatsache, dass keine Ausrichtoperation durchgeführt werden muss, als große Anwendungsvereinfachung aus. Die Leistungen des erfindungsgemäßen Systems sind insbesondere bei Anwendungen des Typs "elektrooptische Niederspannung" und des "rein optischenen" Typs vorteilhaft.
– die andere, vom rein optischen Typ, in dem Bereich, wo δt größer ist als einige ps-Bruchteile, ist auf die Bedürfnisse der optischen Intensitätsmodulation anwendbar. In Bezug auf das System des optoelektrischen Typs ändert sich nur die Art des Ausgangsmodulators.

Die Erfindung ermöglicht, eine bestimmte Anzahl Nachteile zu beseitigen, die weiter oben hinsichtlich der anderen Formungsvorrichtungen erwähnt wurden, ermöglicht aber den Zugang zu einer Kombination von Ausgangsleistungen, die man mit den existierenden Systemen nicht erreicht, nämlich:

– eine hohe Zeitauflösung (Reduzierung von δt um einen Faktor 10 bis 100 in Bezug auf die der bekannten elektrooptischen Vorrichtungen) wird mit der Möglichkeit kombiniert, mit einer sehr viel größeren Anzahl Proben zu arbeiten (N = 10⁴ bis 10⁵ ist ein Mindestwert, der keine technischen Probleme verursacht). Unabhängig davon, ob es sich um die elektrooptische Option oder um die rein optische Option handelt, sind D-Werte über 10³ ganz und gar realistisch,
– der mit Niederfrequenz-Standardelektroniken (typisch 100 MHz) total programmierbare Charakter und die Verwendung von handelsüblichen Komponenten verleihen der Erfindung einen wirtschaftlichen Charakter und maximale Flexibilität und Einfachheit.

Die Erfindung betrifft also einen Phasen- und/oder Intensitätsprofilimpulsgenerator mit sehr hoher Auflösung, der eine optische Quelle umfasst, die einen ersten Zug optischer Impulse gemäß einer bestimmten Periode (To) emittiert. Dieser Generator umfasst außerdem:

– einen ersten Intensitätsmodulator der durch die Quelle emittierten Impulse, der wenigstens einen zweiten Zug intensitätsmodulierter optischer Impulse emittiert, wobei die verschiedenen Impulse unabhängig voneinander mit bestimmten Intensitätspegeln moduliert sind,
– eine optische Schleife mit einer solchen optischen Länge, dass ein durch die Quelle emittierter optischer Impuls sie in einer Zeit (τ) durchläuft, die sich leicht von der Periode (To) der Quelle unterscheidet,
– einen ersten aktiv steuerbaren optischen Koppler, der einen ersten und zweiten Eingang sowie einen ersten und zweiten Ausgang umfasst. Dieser Koppler empfängt auf seinem zweiten Eingang den zweiten optischen Impulszug. Sein zweiter Eingang ist durch eine optische Schleife mit einer bestimmten optischen Länge mit dem ersten Eingang gekoppelt, und er liefert auf dem ersten Ausgang einen dritten Impulszug, der ebenso viele Impulse enthält, wie in dem zweiten Impulszug enthalten sind,
– eine Steuervorrichtung zur Steuerung des ersten optischen Kopplers, um gemäß einem ersten Befehl das an seinen beiden Eingängen empfangene Licht zum zweiten Ausgang zu senden, und gemäß einem zweiten Befehl das an seinem ersten Eingang empfangene Licht zum ersten Ausgang zu senden.

Vorzugsweise ist die optische Quelle ein einen Zug periodischer Impulse emittierender Laser mit Aktivmodensperre.
Vorteilhafterweise wird der erste Modulator durch ein elektrisches Sägezahnsignal gesteuert, wobei die Dauer jedes Plateaus dieses Signals gleich der Periode (To) der Quelle ist.
Nach einer Realisierungsform der Erfindung hat die optische Schleife eine solche optische Länge, dass ein durch die Quelle emittierter Impuls sie in einer Zeit (τ) durchläuft, die etwas länger ist als die Periode (To) der Quelle.
Vorzugsweise umfasst die optische Schleife eine optische Monomodefaser.
Man kann vorsehen, dass die Modulationsdauer (NTo) des ersten Modulators ein Vielfaches der Periode der Quelle ist. Man kann ebenfalls vorsehen, dass der erste Befehl (K = 0) durch den Anfang einer Modulation durch den ersten Modulator ausgelöst wird und am Ende dieser Modulation zum Zeitpunkt des Impulstransits zwischen diesem ersten Modulator und dem zweiten Eingang des ersten Kopplers beendet wird, und dadurch, dass der zweite Befehl (K = 1) ausgelöst wird, wenn der erste Befehl beendet wird.
Vorteilhafterweise umfasst die optische Schleife einen Verstärker.
Ein zweiter optischer Koppler, von dem ein Eingang mit dem ersten Ausgang des ersten Kopplers verbunden ist, verteilt das Licht auf einen ersten und einen zweiten Ausgang. Das aus dem zweiten Ausgang austretende Licht wird zu einer optischen Detektionsschaltung übertragen, die ermöglicht, den genannten Verstärker zu steuern.
Vorteilhafterweise sieht man vor, dass die optische Schleife ein in Serie integriertes erstes Bragg-Gitter umfasst, das eine Kompensation der zeitlichen Streuungen ermöglicht.
Nach einer Realisierungsform ist der erste Ausgang des ersten Kopplers gekoppelt mit einem zweiten Modulator auf der Basis eines sättigbaren Resonanzabsorptionsmediums oder nichtlinearen optischen Elements, das ermöglicht, einen ebenfalls in diesen zweiten Modulator einfallenden Strahl einer Intensitätsmodulation zu unterziehen.
Nach einer anderen Realisierungsform ist der erste Ausgang des ersten Kopplers gekoppelt mit einem elektrooptischen Konverter, der als Gegenleistung für empfangene optische Impulse elektrische Impulse weitergibt.
Die durch den elektrooptischen Konverter weitergegebenen elektrischen Impulse werden in einen elektrooptischen Konverter eingespeist, was ermöglicht, einen in diesen optoelektrischen Modulator einfallenden Lichtstrahl einer Phasen- und/oder Intensitätsmodulation zu unterziehen.
Vorteilhafterweise ist ein zweites Bragg-Gitter vorgesehen, eingebaut zwischen dem ersten Ausgang des ersten Kopplers und dem Modulator oder dem optoelektrischen Detektor.
Die verschiedenen Gegenstände und Merkmale der Erfindung gehen klarer aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die sich auf die beigefügten Figuren bezieht:
die 1 zeigt eine schon weiter oben beschriebene erläuternde Impulskurve,
die 2 ist ein Grundschaltplan eines Realisierungsbeispiels eines rein optischen Generators nach der Erfindung,
die 3 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise des in der 2 dargestellten Impulsgenerators veranschaulicht,
die 4 ist ein Schaltplan eines Realisierungsbeispiels eines optoelektrischen Generators, abgeleitet von dem Generator der 2,
die 5 ist ein Schaltplan eines kompletteren Realisierungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Generators,
die 6 ist eine Realisierungsvariante des erfindungsgemäßen Generators.
Dieser Generator umfasst eine Lichtquelle 1, die zum Beispiel eine Laserquelle mit Aktivmodensperre ist, die einen kontinuierlichen Kamm aus ultrakurzen optischen Impulsen der Periode To = 1/Fo erzeugt, in einem für diese Art Quelle üblichen Taktbereich Fo = 50–100 MHz. Die Aktivierung und die Sperre der Laserquelle werden durch eine Steuerschaltung 10 erzeugt. Das Diagramm D1 der 2 stellt einen solchen Impulszug dar.
Diese optischen Impulse werden zu einem Intensitätsmodulator 2 übertragen, der die intensitätsmodulierten Lichtimpulse zu einer optischen Einmodenfaserschleife 3 überträgt.
Der Modulator 2 moduliert die optische Intensität der Impulse, die er Impuls für Impuls empfängt. Dazu wird er durch eine elektronische Schaltung 20 gesteuert, die ihm ein Steuersignal C2 liefert, das Rechteckspannungsimpulse aufweist, deren Amplituden mit dem Takt der Modensperrungsquelle 1 variieren. Die Steuerschaltung 20 ist also mit der Steuerschaltung 10 der Laserquelle synchronisiert. Das Diagramm D2 der 2 stellt ein solches Steuersignal dar und das Diagramm D3 einen Zug modulierter Impulse, geliefert durch den Modulator 2. Der Modulator 2 und seine Steuerschaltung 20 sind klassische Schaltungen.
Der Modulator ist durch einen optischen Koppler 4 mit zwei Eingängen und zwei Ausgängen mit der optischen Faser 3 gekoppelt.
Die optische Faserschleife 3 durchläuft den Ausgang D und den Eingang A des Kopplers. Der Modulator 2 ist durch eine optische Faser so mit dem Eingang B des Kopplers verbunden, dass die durch den Modulator 2 abgestrahlten Lichtimpulse zum Ausgang D des Kopplers übertragen werden können. Die Funktionsweise dieses Kopplers wird weiter unten beschrieben.
Die optische Faserschleife 3 hat eine charakteristische optische Zeit τ (oder optische Faserlänge), welche die Zeit darstellt, die ein Impuls zum Durchlaufen der Faserschleife benötigt. Diese Schleife wird bei einer besonderen Betriebsart benutzt, welche die Funktionen "Probenspeicher" und "Zeitmaßstabverdichter" verknüpft. Sie dient dazu, die ursprüngliche Sendefrequenz Fo der durch die Quelle 1 emittierten und durch den Modulator 2 intensitätsmodulierten Impulse mit einem hohen Faktor zu multiplizieren. Dieser Prozess erfolgt, indem die Lichtimpulse progressiv nacheinander "gestapelt" werden.
Dazu sieht die Erfindung vor, dass die charakteristische Zeit τ der optischen Faserschleife 3 und die Frequenz Fo der Modensperrungsquelle aufeinander abgestimmt sind, und insbesondere, dass die Zeit τ sich leicht von der Periode To der Quelle 1 unterscheidet, um eine bestimmte Größe. Wenn τ etwas kleiner ist als die Periode To = 1/Fo, positioniert sich ein bestimmter an dem Eingang B des Kopplers 4 eintreffender Impuls im Innern der Schleife 3 durch Kopplung in dem Ausgang D des Kopplers, direkt hinter dem Impuls, der dort beim vorhergehenden Rundlauf eingetroffen war und der schon die mit diesem Rundlauf verbundene Verzögerung erfahren hat. Das Zeitintervall, das diese beiden Impulse trennt, ist also δt = To – τ, und das Zeitintervall To, das zwei durch den Modulator gelieferte aufeinanderfolgende Impulse trennte, hat den Wert δt angenommen. Es ist auch möglich, "Modulo T0" zu funktionieren. Damit dieses Prinzip funktioniert, ist es notwendig, dass F0 und L während der gesamten Akkumulierung der Impulse in der Schleife perfekt stabilisiert sind.
Der anfängliche Füllgrad des Werts δt × Fo niedriger als 10⁴ kann bei ungefähr 50% liegen, je nach Form des mit jeder Probe verbundenen elementaren Impulses. Betrachten wir eine Öffnungszeit des gegebenen Werts T_Öff = N × To = N/Fo in Höhe des Modulators 2, so arbeitet dieser letztere mit Erlöschen außerhalb des Zeitfensters des Werts T0, und anfangs eine Schleife ohne jeden optischen Verlust. Es ist möglich, einen Impulszug der Dauer T_Fenster << T_Öff und der gegenüber 1/F0 sehr kurzen Periode δt zu erzeugen, indem man die Schleife nach einer bestimmten Zeit umschaltet.
Je kleiner die Abweichungen von der Frequenz Fo der Quelle 1 und von der Länge L der Faserschleife 3 sind (jeweils ΔFo und ΔL), und je kürzer die Dauer (Δto) der durch die Modensperrungsquelle gelieferten Impulse ist, desto kleiner kann δt sein, so dass man eine hohe Zeitauflösung der Vorrichtung erreichen kann. Äußerstenfalls kann man für ΔFo = 0 und ΔL = 0 δt ≈ δt0 festlegen. Die optimalen Einstellungsbedingungen unserer Vorrichtung wird folglich durch die folgende Gleichung beschrieben: Fo = 1/(τ + δt)
Ein Zug kurzer in der Schleife 3 akkumulierter Impulse wird aus der Schleife 3 entnommen unter der Steuerung eines Steuersignals K, das durch die elektronische Schaltung 30 in den Koppler 4 eingespeist wird. Das Diagramm D4 der 2 stellt einen an dem Ausgang C des Kopplers 4 gelieferten Impulszug dar.
Dieser Impulszug bildet einen äquivalenten zusammengesetzten Impuls, dessen Hüllkurve die arbiträre Form aufweist, die durch die Folge der Spannungswerte des Signals C2 definiert wird, die an den Modulator 2 angelegt werden. Jedoch ist die Dauer der Hüllkurve der zusammengesetzte Impulse des Diagramms D4 sehr viel kürzer als die des Impulszugs des Diagramms D3.
Nach diesem Verfahren wird das zu realisierende Profil des zusammengesetzten Impulses mit der Teilung δt abgetastet (Zeitauflösung) und jede der Proben dieses Profils wird durch einen bestimmten Wert der Sequenz der an den Modulator 2 angelegten elektrischen Rechteckimpulse definiert. Die N Proben werden unabhängig voneinander definiert. Es genügt also, wenn das Profil des zusammengesetzten Impulses einem nach Wunsch bzw. Bedarf spezifizierten Impulsprofil entspricht, um einen arbiträren Impulsprofilgenerator zu realisieren, der eine hohe Zeitauflösung aufweist und elektrisch programmierbar ist.
Außerdem umfasst das System der 2 einen optischen Verstärker 5, in Serie in die Schleife 3 integriert. Das gute Funktionieren des Systems bei hohen Werten von N unterstellt nämlich, dass die Schleifenverstärkung quasi unitarisch ist und dass es während der Dauer N × To keine unkontrollierten Dämpfungseffekte der Impulse im Innern der Schleife gibt. Das System der 2 unterstellt, dass die in der Faserschleife induzierte Dämpfung a priori bekannt und zeitlich beherrscht wird, und dass der Verstärker 5 eine einstellbare Nettoverstärkung haben kann.
Vorsehbar, wie in Verbindung mit der 5 beschrieben, ist eine elektronische Regelvorrichtung 50 für die Schleifenverstärkung, die im Verlauf einer Zwischensequenz, hier nicht im Detail beschrieben aber aktiviert zwischen zwei der Faserschleife entnommenen Impulszügen, das Signal am Entnahmeausgang 8 ausgewertet. Der Wert der Entnahme beträgt typisch einige Prozent. Diese Vorrichtung 50 erzeugt einen elektrischen Befehl 51, der die Regelung von ermöglicht.
Die Regelung ermöglicht also, die Abweichungen des Systems zu korrigierten. Diese Regelung kann in den Schaltplänen der 2, 4, 5 und 6 identisch angewendet werden. Der Faserverstärker hat im Wesentlichen eine Verstärkung G ≈ 1/ν und ist am Eingang und Ausgang isoliert. Die Justierung der Schleifenverstärkung – wenn die Verstärkertechnik nur die Änderungen erzwingt, die auf G anwendbar sind und die sehr langsame Änderungen sind – kann auch durch Einwirkung auf ein zusätzliches Kopplungselement realisiert werden (nicht dargestellt in den Figuren). Dieses Element, des elektrooptischen Typs mit schneller aktivierbaren Verlusten, befindet sich im Innern des Verstärkers, in Serie in seinem Ausgang, und wird durch die elektronische Steuerung 51 aktiviert.
Es ist auch vorgesehen, in die Schleife 3 ein Bragg-Gitter 6 in Serie einzubauen. Dieses Gitter spielt eine wichtige Rolle in dem erfindungsgemäßen System, denn es muss die zeitliche Restdispersion in einem Schleifenumlauf minimieren und so ermöglichen, die zeitliche Feinheit der am Eingang B des Kopplers gelieferten Impulse aufrechtzuerhalten. Die Anzahl von N Impulsen in einem zusammengesetzten Impuls, wie dargestellt in der dem Diagramm D4, muss sehr hohe Werte erreichen können, zum Beispiel N = 10⁴. Unter diesen Bedingungen muss ein durch den Eingang B in die Schleife eintretender Impuls 10⁴ Umläufe machen. Die totale Fortpflanzungslänge eines Impulses ist also L_tot = N × L, wobei L die Länge der Schleife ist. Für L = 2 m und N = 10⁴ beträgt die durchlaufende totale Länge L_tot = 20 km. Ohne dieses Gitter verschlechtert sich die Auflösung δt progressiv im Verlauf des Akkumulierungsprozesses der Proben, und es muss ein Kompromiss gefunden werden in Abhängigkeit von δt_maximal und N. Der Kompensationseffekt wird bei jedem Schleifenumlauf ausgenutzt, ebenso wie die durch den Verstärker 5 eingebrachte Verstärkung. Das Gitter wird vorzugsweise mit einer variablen Teilung realisiert ("chirped" im Englischen) und in Abhängigkeit von der Gesamtheit der Parameter des "Schleife-und-Verstärker"-Systems optimiert.
Nun wird die Steuerung des Kopplers 4 beschrieben, der die Entnahme von Impulszügen aus der Schleife 3 ermöglicht. Der Koppler 4 ist eine aktive Komponente, die elektrisch geschaltet werden kann (jedoch ist natürlich auch ein Schalten mittels optischer Steuerung möglich).
Der Vierpol ist also ein elektrooptischer Richtungskoppler mit Wellenleitern ähnlich denen, die für die schnellen Multiplexfunktionen verwendet werden, die in den Telekommunikationsnetzen benutzt werden, etwa dem DWDM-Netz, beschrieben in dem Dokument "DWDM, Networks, Devices and technology" von Kartalopoulos, Ed. Wiley-Interscience, 2003, S. 125–126. Dieser Kopplertyp basiert auf dem Prinzip der Interaktionskontrolle zwischen Lichtleitern, gekoppelt mittels abklingender Welle. Die Schaltzeiten der elektrooptischen Richtungskoppler bewegen sich im Subnanosekundenbereich, was sie für eine Verwendung im Rahmen der Erfindung geeignet macht. Diese Koppler haben auch die Vorteile einer sehr starken Isolation zwischen benachbarten Ports, einer hohen Spektralakzeptanz und eines niedrigen Rauschfaktors.
Der Koppler 4 ist also vierpolig und besitzt zwei Eingänge A, B und zwei Ausgänge C, D. Der Vierpol wird durch ein Steuersignal K gesteuert, geliefert durch eine elektronische Schaltung 30, und zwar folgendermaßen:

– für K = 0 werden die auf den beiden Eingängen A und B eintreffenden optischen Signale zum Ausgang D in Richtung Schleife 3 übertragen,
– für K = 1 wird der Eingang A mit dem Ausgang C gekoppelt und der Transfer vom Eingang A zum Ausgang D wird gesperrt; die Lichtimpulse, die in die Schleife 3 eingespeist worden sind, werden am Ausgang C des Kopplers entnommen.

Eine zentrale Steuerspannung 40 sendet, wie dargestellt in der 3, ein Steuersignal C3 = 0, das die Funktionsweise der Schaltung 20 steuert, die dem Modulator 2 ein Modulationssignal C2 liefert (s. 3). Das Modulationssignal C2 ermöglicht die Modulation der verschiedenen Impulse, die von der Quelle 1 eintreffen. Parallel steuert das Signal C3 = 0 die Schaltung 30, die dem Koppler 4 ein Signal K = 0 liefert, das den Eingang B des Kopplers mit seinem Ausgang D koppelt und auch den Eingang A mit dem Ausgang D koppelt. Die modulierten Impulse werden in die Schleife 3 eingespeist.
Wenn die Steuerschaltung 40 ein Signal C3 = 1 liefert, stoppt die Schaltung 20 die Modulation in dem Modulator 2 und die Schaltung 30 liefert dem Koppler ein Signal K = 1, das den Eingang A des Kopplers mit dem Ausgang C koppelt. Die Impulse, die in die Schleife 3 eingespeist worden sind, werden aus ihr durch den Ausgang C in Form eines eng verdichteten Impulszuges, wie im rechten Teil des Ablaufdiagramms der 3 dargestellt, entnommen.
Dieser Impulszug wird in einen optischen Modulator 7 eingespeist, der, einen zu modulierenden optischen Strahl M empfangend, einen modulierten optischen Strahl G liefert. Der Modulator 7 ist zum Beispiel eine Halbleitervorrichtung mit sättigbarem Absorptionsmittel und insbesondere eine Quantentopfresonanzvorrichtung. Diese Vorrichtung kann im Falle eines begrenzten Kontrastes bei der Sättigung der Absorption auch von Differentialtyp sein.
Bei dem Funktionsprinzip des optischen Modulators mit sättigbarem Absorptionsmittel (oder einem anderen nichtlinearen optischen Element) treffen der durch die Faser E emittierte Strahl und der zu modulierende Strahl M nicht kolinear auf der Eintrittsfläche der Vorrichtung 7 ein. Die Winkelverschiebung kann typisch zwischen 10 und 45 Grad enthalten sein. Der Transmissionsgrad des sättigbaren Absorptionsmittels wird in Abhängigkeit von der durch die Faser E gelieferten Intensität moduliert. Die globale Kalibrierung der Vorrichtung muss der Form der Transferkennlinie des Absorptionsmittels Rechnung tragen.
Nach einer Realisierungsvariante, dargestellt in der 5, kann die Vorrichtung 7 im Reflexionsbetrieb arbeiten. In diesem Fall ist die zur Einfallseite des aus der Faser E austretenden Strahls und des Strahls M entgegengesetzte Seite reflektierend. Sie umfasst zum Beispiel eine Reflexionsschicht 17. Die Funktionsweise dieser Reflexionskonfiguration entspricht der mit Transmission arbeitenden Konfiguration aber – wegen dem doppelten Durchgang durch das Absorptionsmittel – mit doppelter Wirksamkeit.
Die Modulation erfolgt durch Einwirkung auf die Transmission des sättigbaren Absorpionsmittels des Modulators 7. In diesem Fall wird die Spitzenintensität in dem Impuls, der das Absorptionsmittel beleuchtet, in Abhängigkeit von der Transferkennlinie des Absorptionsmittels justiert. Die optimale Einstellung dieser Spitzenintensität auf den Wert, der der totalen Gleichung des Absorptionsmittels entspricht, ermöglicht die Reduzierung von Dynamik aufgrund der nichtlinearen optischen Transferfunktion zu minimieren.
Die 4 zeigt eine Realisierungsvariante, bei der der Ausgang C des Kopplers durch eine optische Faser mit einem ultraschnellen Konverter verbunden ist, der im Austausch gegen einen Zug optischer Impulse, den er empfängt, in F einen Zug elektrischer Impulse liefert. Dieses elektrische Signal wird in einen elektrooptischen Modulator 16 eingespeist, der ermöglicht, einen Strahl N zu modulieren, um einen amplituden-(intensitäts-) oder phasenmodulierten Strahl H zu liefern. Der elektrooptische Modulator 16 kann eine Pockelseffekt-Vorrichtung sein, die ein elektrisches Feld in eine Brechzahländerung des Materials konvertiert. Über eine bestimmte Länge liefert dieses Material eine Phasenmodulation. Indem man diese Vorrichtung in ein Mach-Zehnder-Interferometer integriert, erhält man einen optischen Intensitätsmodulator.
Die 5 zeigt ein vollständigeres Realisierungsbeispiel des erfindungsgemäßen Impulsgenerators. Dieses System besitzt eine Regelung des Verstärkers 5 in Abhängigkeit von einem am Ausgang C des Kopplers detektierten Signal.
Ein Koppler 8 ist mit dem Ausgang C des Kopplers 4 verbunden und ermöglicht, einen kleinen Teil (zum Beispiel einige Prozent) des Signals zu entnehmen, das durch den Ausgang C aus dem Koppler austritt. Die Aufrechterhaltung einer einheitlichen Verstärkung, die bei Vorhandensein von Verlusten abweichen kann (Fortpflanzung in der Faser und dem Koppler 4), erfordert eine elektronische Regelung der Verstärkung G des Verstärkers 5 aufgrund einer bei dem Signal am dem Ausgang C vorgenommenen Entnahme. Das entnommene optische Signal wird zu der Regelelektronik 50 übertragen, die dafür im Austausch ein elektrisches Signal 51 liefert, das ermöglicht, den Verstärker 5 zu steuern.
Die Verstärkung der Schleife wird also quasi einheitlich über eine sehr hohe Anzahl von Schleifenumläufen in Grenzen aufrechterhalten, die mit der Sättigung des Verstärkers verbunden sind. Für schwache Verluste, was bei Einmodenfasern der Fall ist, ist der Wert G nicht hoch (unter 10 dB). Der Verstärker ist in einer klassischen und nicht teuren Technik mit einem geringen Rauschfaktor realisierbar (typisch 4 bis 5 dB bei den gegenwärtigen Techniken).
Die äußersten Grenzen hinsichtlich Intensitätsdynamik (D) werden definiert durch diesen selben Rauschfaktor, wobei das optoelektronische Rauschen von der Modensperrungsquelle stammt, die mit dem Modulator 2 erreichbare Amplitudendynamik (10⁴ bis 10⁵ ist ein klassischer Wert in dem Bereich der Frequenzen Fo) sowie, für die elektrischen Impulse, den Beitrag des schnellen optoelektrischen Ausgangkonverter.
Zwei interessante Charakteristika auf der Benutzerebene sind festzuhalten, um die Einfachheit der Anwendung bzw. Realisierung zu rechtfertigen:

– die N aufeinanderfolgenden Proben werden unabhängig voneinander sequentiell definiert,
– die Programmierung der N Werte wird auf lineare Weise realisiert, intrinsisch. Keine Nichtlinearitätskorrektur ist notwendig, solange der Verstärker der Schleife nicht gesättigt ist.

Die Erzeugung elektrischer Impulse erfolgt durch einfache optisch-elektrische Konversion hinter einer verstärkten Breitband-Fotodiode. Die klassischen aktuellen Bänder sind die folgenden: DC mit 10 – 40 – 60 GHz.
Die 6 zeigt eine Realisierungsvariante des erfindungsgemäßen Generators, die eine direkte optische Intensitätsmodulation mit der Wellenlänge der Modensperrungsquelle ermöglicht. Ein zweites Bragg-Gitter 18 ist zwischen den Punkten C und E eingefügt, um eine optische Dispersion zu induzieren, die ermöglicht, den geformten Impuls entsprechend zu glätten. Der Restwelligkeitsgrad der Hülle bzw. Hüllkurve wird dann auf das geforderte Niveau reduziert. Die Optimierung der Formungsleistungen der Impulsprofile verursacht nämlich das sehr allgemeine Problem der Definition des Grads der Welligkeit um die Hüllkurve herum, das ein dem Prinzip der Abtastung innewohnendes Problem ist. Es empfiehlt sich, die in dem Fenster der Dauer N × δt zu realisierende Glättung zu definieren. Der Bereich der gegenwärtig erreichbaren Werte ist: δt = einige ps-Bruchteile, N = typisch 10⁴ bis 10⁵ und D > 10³.
Im Falle des Systems der 4 bezüglich eines elektrooptischen Systems, das eine indirekte elektrische Intensitätsmodulation am Ausgang des ultraschnellen Modulators 16 ermöglicht, im Punkt F, realisiert der begrenzte Impulsgang des Modulators natürlich eine zeitliche Glättungsfunktion und das zweite Bragg-Gitter ist nicht unerlässlich.
Im Punkt H eine optische Phasenmodulation mit der Wellenlänge eines externen indirekten optischen Strahls über einen elektrooptischen Phasenmodulator 16. Dieser Modulator 16 kann eine ultraschnelle Komponente aus Entwicklungen für die Telekommunikationen in dem 40–100 GHz-Band sein. Der Bereich der aktuell erreichbaren Werte ist: δt ≈ 3 ps, N typisch > 10⁵ und D > 10².
Außerdem kann man eine "Glättung" des erhaltenen zusammengesetzten Impulses vorsehen. Dieser wird um die programmierte Hüllkurve herum geglättet aufgrund am Eingang des Modulators 1 durch zeitliches Filtern spezifizierter Werte V(t). Die Rolle der Glättung besteht darin, die Amplitude der resultierenden Amplituden am Ausgang zu reduzieren, ohne die Anstiegs- und Abstiegszeit der Hüllkurve zu sehr zu verschlechtern. Eine Filterung kann erfolgen:

– intrinsisch, in Höhe des optischen Impulses,
– durch Einstellen der durch das Bragg-Gitter in der Faserschleife erzeugten Dispersionseffekte,
– oder auch durch elektronisches Filtern im Falle der Erzeugung eines elektrischen Impulses.

In der obigen Beschreibung wurde im Wesentlichen die Erzeugung von optischen Impulsen betrachtet, aber der Generator der Erfindung kann auch zur Erzeugung elektrischer Impulse benutzt werden, indem die Impulse zum Beispiel im Punkt F der 4 entnommen werden.
Die Erfindung kann auf allen Gebieten angewendet werden, wo Impulse zeitlich geformt werden müssen. Die Impulse können unterschiedslos niedrige oder relativ hohe Repetitionsraten aufweisen. Die Grenze der maximal zulässigen Repetitionsrate unserer Vorrichtung wird bestimmt durch Fo·δt und die Sättigungsgrenze des Verstärkers, wobei die zur Erhöhung dieser Rate verfügbaren Mittel einschließen:

– die Reduzierung von To mit einer Modensperrungsquelle höheren Taktes. Dies ist ganz und gar möglich, da gegenwärtig zahlreiche Arbeiten auf dem Gebiet der Entwicklung dieses Quellentyps für Fo = 1 bis 10 GHz unternommen werden;
– die Reduzierung von L mit der Ersetzen des Faserverstärkers durch einen Verstärker mit Wellenleiter auf Halbleiter mit einer sehr viel kleineren optischen Länge.

Die zu formenden Impulse können optischer oder elektrischer Natur sein.
Für die Anwendung der Erfindung auf dem Gebiet der Hochspannungen kann man vorsehen:

– entweder den Ausgang des Konverters direkt mit einer Verstärkerkaskade zu koppeln, deren gegenwärtige Technik begrenzt ist auf einen Bereich analoger Frequenzen von 0 bis einige GHz,
– oder den am Ausgang C gelieferten Impulszug auf optische Weise zu verstärken in einer Konfiguration, herzustellen aufgrund im Laserbereich existierender Techniken, sodann die derart verstärkte Hüllkurve zu benutzen für das Schalten eines unter einer hohen Gleichspannung polarisierten bzw. vorgespannten Photoleiters.

Zahlreiche weitere Anwendungsgebiete sind vorsehbar, u. a. auf dem Gebiet der Laser. Ein Beispiel, in dem die Erfindung einen fundamentalen Vorteil darstellt, ist das der Laser der PW-Klasse für die Hochenergiephysik. Auf diesem Gebiet ist die Lieferung der maximalen Spitzenleistung direkt durch die Fähigkeit des Installationscontrollers, die Fehler bzw. Mängel der Zeitverlängerungsvorrichtungen am Beginn der Kette und vorzukompensieren, und durch die Leistungsverstärkung bedingt. Die Möglichkeit, die gesamte in einer PW-Kette verstärkte Energie in der minimalen Zeit wieder zu verdichten, ist leicht einschätzbar und mit der Erfindung anwendbar in Anbetracht der simultanen Erfordernisse:

– einer sehr hohen Zeitauflösung in dem Bereich von 1 bis 10 ps,
– einer sehr großen Anzahl von Punkten in dem Bereich T_Fenster = 5 bis 10 ns,
– einer maximalen Flexibilität und der Möglichkeit, das Profil mit Hilfe der Informatik zu programmieren.

Claims

Phasenprofil- und/oder Höchstauflösungsintensitätsgenerator, eine optische Quelle (1) umfassend, die einen ersten Zug optischer Impulse gemäß einer bestimmten Periode (To) emittiert, dadurch gekennzeichnet, dass er auch umfasst: – einen ersten Intensitätsmodulator (2) der durch die Quelle emittierten Impulse, der wenigstens einen zweiten Zug intensitätsmodulierter optischer Impulse emittiert, wobei die verschiedenen Impulse unabhängig voneinander mit bestimmten Intensitätspegeln moduliert sind, – eine optische Schleife (3) mit einer solchen optischen Länge, dass ein durch die Quelle emittierter optischer Impuls sie in einer Zeit (τ) durchläuft, die sich leicht von der Periode (To) der Quelle unterscheidet, – einen ersten aktiv steuerbaren optischen Koppler (4), der einen ersten und zweiten Eingang (A und B) sowie einen ersten und zweiten Ausgang (C und D) umfasst, wobei dieser Koppler auf seinem zweiten Eingang (B) den genannten zweiten optischen Impulszug empfängt, wobei sein zweiter Eingang (D) durch eine optische Schleife (3) mit einer bestimmten optischen Länge mit dem ersten Eingang (A) gekoppelt ist, und auf dem ersten Ausgang (C) einen dritten Impulszug liefert, der ebenso viele Impulse enthält, wie in dem zweiten Impulszug enthalten sind, – eine Steuervorrichtung (30) zur Steuerung des ersten optischen Kopplers (4), um gemäß einem ersten Befehl (K = 0) das an seinen beiden Eingängen (A, B) empfangene Licht zum zweiten Ausgang (D) zu senden, und gemäß einem zweiten Befehl (K = 1) das an seinem ersten Eingang (A) empfangene Licht zum ersten Ausgang (C) zu senden.
Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Quelle (1) ein einen Zug periodischer Impulse emittierender Laser mit Aktivmodensperre ist.
Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Modulator (2) durch ein elektrisches Sägezahnsignal gesteuert wird, wobei die Dauer jedes Plateaus dieses Signals gleich der Periode (To) der Quelle (1) ist.
Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Schleife (3) eine solche optische Länge hat, dass ein durch die Quelle emittierter Impuls sie in einer Zeit (τ) durchläuft, die etwas länger ist als die Periode (To) der Quelle.
Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Schleife (3) eine optische Monomodefaser umfasst.
Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsdauer (NTo) des ersten Modulators (2) ein Vielfaches der Periode der Quelle (1) ist, dass der erste Befehl (K = 0) durch den Anfang einer Modulation durch den ersten Modulator ausgelöst wird und am Ende dieser Modulation zum Zeitpunkt des Impulstransits zwischen diesem ersten Modulator und dem zweiten Eingang (B) des ersten Kopplers (4) beendet wird, und dadurch, dass der zweite Befehl (K = 1) ausgelöst wird, wenn der erste Befehl beendet wird.
Impulsgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er einen in die optische Schleife integrierten Verstärker (5) umfasst.
Impulsgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen zweiten optischen Koppler (8) umfasst, von dem ein Eingang mit dem ersten Ausgang des ersten Kopplers (4) verbunden ist, der das Licht auf einen ersten und einen zweiten Ausgang verteilt, wobei das aus dem zweiten Ausgang austretende Licht zu einer optischen Detektionsschaltung übertragen wird, die ermöglicht, den genannten Verstärker (5) zu steuern.
Impulsgenerator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Schleife ein in Serie integriertes erstes Bragg-Gitter (6) umfasst, das eine Kompensation der zeitlichen Streuungen ermöglicht.
Impulsgenerator nach einem der Anspruche 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ausgang (C) des ersten Kopplers (4) gekoppelt ist mit einem zweiten Modulator auf der Basis eines sättigbaren Resonanzabsorptionsmediums oder nichtlinearen optischen Elements, das ermöglicht, einen ebenfalls in diesen einfallenden Strahl (M) zu modulieren.
Impulsgenerator nach einem der Anspruche 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ausgang (C) des ersten Kopplers (4) gekoppelt ist mit einem elektrooptischen Konverter (15), der als Gegenleistung für empfangene optische Impulse elektrische Impulse weitergibt.
Impulsgenerator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den elektrooptischen Konverter (15) weitergegebenen elektrischen Impulse in einen elektrooptischen Konverter (16) eingespeist werden, was ermöglicht, einen in diesen optoelektrischen Modulator (16) einfallenden Lichtstrahl einer Phasen- und/oder Intensitätsmodulation zu unterziehen.
Impulsgenerator nach einem der Anspruche 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass er ein zweites Bragg-Gitter (18) umfasst, eingebaut zwischen dem ersten Ausgang (C) des ersten Kopplers (4) und dem Modulator (7) oder dem optoelektrischen Detektor (15).