DE60304344T2 - Strahlerzeugung gewünschter frequenz durch mehrere strahlquellen - Google Patents

Strahlerzeugung gewünschter frequenz durch mehrere strahlquellen Download PDF

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Description

  • Stand der Technik
  • Elektromagnetische Strahlung (im Folgenden kurz „Strahlung" genannt) wird in verschiedener Weise und verschiedenen Anwendungen verwendet, die die Übertragung von Signalen und Informationen in Fernmeldesystemen einschließen. Die Strahlerzeugung gewünschter Frequenzen ist schwieriger und teurer als die Erzeugung anderer Frequenzen. Da immer komplexere Fernmeldesysteme entwickelt worden sind, hat der Bedarf an einer genauen Steuerung der Frequenz und Wellenlänge der für diese Systeme erzeugten Strahlung zugenommen. Dies gilt insbesondere für faseroptische Fernmeldesysteme, die zur Erzeugung der optischen Trägersignale Laser verwenden. Bei einigen faseroptischen Systemen, beispielsweise den Wellenteilungsmultiplexsystemen (WDM), die die Informationen über optische Fasern mittels Laserlichtimpulsen über multiple Kanäle und unterschiedliche Trägerfrequenzen übertragen, ist schon lange eine genaue Stabilisierung der optischen Wellenlängen im Bereich von plus oder minus 0,2nm erforderlich gewesen, damit benachbarte Trägersignale einander nicht stören. Die Nähe der Trägersignale in diesen Systemen ist bis zu einem gewissen Grad durch die Notwendigkeit beschränkt, die Temperaturschwankungen dieser System und deren Umgebung ausgleichen zu müssen. Daher ist es nötig geworden, genau gesteuerte und temperaturunabhängige Strahlungsquellen bestimmter, gewünschter Frequenzen zu entwickeln.
  • Da die meisten Materialien ihre Größe mit der Temperatur ändern, sind die Komponenten eines Lasers, der einen Laserresonator aufweist, typischerweise einer Größenänderung ausgesetzt, wenn sie erwärmt oder abgekühlt werden. Die meisten beim Aufbau von Laserresonatoren verwendeten Materialien dehnen sich bei ihrer Erwärmung aus, d. h., dass sie einen positiven Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Daher erfahren die meisten Laser eine Wellenlängenverlängerung, wenn die Wärme im Laser bei dessen Betrieb zunimmt. Umgekehrt erfahren die meisten Laser bei ihrer Abkühlung eine Wellenlängenverkürzung. Der Betrag dieser Wellenlängenänderung kann für Anwendungen beträchtlich sein, die eine Strahlung mit einer Wellenlänge verwenden, die nicht viel größer als die Größenänderung des Resonators aufgrund der Wärmeausdehnung ist. Beispielsweise weisen Halbleiterdiodenlaser typischerweise eine Wellenlängenverlängerung von etwa 0,3nm/°C auf. Für eine Wellenlänge von 905nm, die eine übliche Wellenlänge für Diodenlaser ist, erzeugt eine Temperaturänderung von einem Grad Celsius eine Änderung der Ausgangswellenlänge von 0,3nm; das entspricht einer Frequenzänderung des Laserausgangssignals von etwa 1,0 × 1018Hz oder 1,0 × 106THz. Diese thermisch induzierten Frequenzänderungen können für viele Anwendungen unannehmbar sein, insbesondere wenn größere Temperaturänderungen und die entsprechend größeren Verschiebungen der Frequenz und der Wellenlängen auftreten.
  • Die Aufrechterhaltung der Ausgangsfrequenz und Wellenlänge einer einzelnen, eine optische Wellenlänge verwendenden Laserdiode mittels Kühl- und/oder Heizmitteln ist bekannt, siehe beispielsweise das US-Patent 6 229 832, das einen „Optical Wavelength Stability Control Apparatur, Optical Transmitter and Multiple Wavelength Transmitter" (die optische Wellenlängenstabilität steuernde Vorrichtung, optischen Sender und Vielfachwellenlängensender) offenbart. Diese Vorrichtung weist einen oder mehrere Laserdiodenmodule auf, die jeweils eine Laserdiode und eine Fotodiode zur Feststellung der optischen Leistung der Laserdiode aufweisen. Jede getrennte Fotodiode vermindert daher die optische Stärke des Systems und trägt zu einer erhöhten Komplexität und erhöhten Kosten bei.
  • Die US-A-5 751 413 offenbart eine ähnliche Vorrichtung.
  • Trotz der bekannten Verfahren für die Temperaturstabilisierung der einzelnen Strahlungsquellen ist es insbesondere schwierig gewesen, die Strahlung mit gewissen Frequenzen und Wellenlängen billig zu erzeugen, die beispielsweise Wellenlängern im Millimeterbereich des Spektrums und insbesondere eine solche Strahlung aufweisen, die temperaturstabilisiert ist. Unter anderem ist die Strahlung in diesem Spektralbereich für Anwendungen beim Radar, Radioteleskop und bei der Bilddarstellung nützlich.
  • Die optische Überlagerungstechnik ist als ein Weg zur Erzeugung von Millimeterwellenstrahlung angesehen worden. Gewisse Versuche sind unternommen worden, um die Ausgangssignale zweier oder mehrerer Laserquellen zu koppeln und so eine Strahlung mit Millimeterwellenlängen zu erzeugen. Das US-Patent 5 007 058 offenbart einen „Millimeter Wave Power Generator" (Millimeterwellenlängen-Leistungsgenerator), der zwei Laserstrahlenbündel kombiniert. Das kombinierte Strahlungsbündel wird in eine Vielzahl von extern gespeisten Wellenlängenwandlern zur Umwandlung von optischen Wellen in Millimeterwellen gebeugt. Eine Vielzahl von Antennen ist vorgesehen, von denen jeweils eine zwischen jedem Paar von benachbarten Wellenlängenwandlern angeordnet ist. Die Antennen liegen parallel zueinander, und jede Antenne wird durch den Wellenlängenwandler an seinen Enden betrieben. Die sich rückwärts ausbreitende Millimeterwellenstrahlung wird mittels eines parallel zu den Antennen ausgerichteten Drahtgitters nach vorn reflektiert. Das Drahtgitter ist zwischen einer Beugungsvorrichtung und den Wellenlängenwandlern angeordnet und derart räumlich abgestimmt, dass die sich rückwärts ausbreitende, reflektierte Welle mit der sich nach vorn ausbreitenden Millimeterwellenlängenstrahlung konstruktiv interferiert. Die Verwendung einer Vielzahl von Antennen und Wandleranordnungen machen das System jedoch komplex und teuer. Diese Anordnung reagiert auch empfindlich auf Schwankungen der Umgebungstemperatur.
  • Die US-Patentanmeldung US2001/0014106A1 offenbart einen „Optical Electromagnetic Wave Generator" (optischen, elektromagnetischen Wellengenerator), in dem Mikrowellen durch Überlagerung von Ausgangssignalen zweier oder mehrerer optischer Laser erzeugt werden, die verschiedene Mittenfrequenzen aufweisen, um Schwebungsfrequenzen im Mikrowellenbereich zu erzeugen. Eine der Überlagerungsfrequenzen wird zum Modulieren des Ausgangsignals von mindestens einem der Laser verwendet, um Seitenbänder zu erzeugen, die sich von der Mittenfrequenz durch eine integrierte Anzahl von Seitenbandfrequenzen unterscheidet. Jeder Laser ist mit einem der übrigen Laser durch eine schwache, optische Verbindung verbunden, um den Laser durch Injektion gegen das Seitenband der übrigen Laser zu sperren. Dieser Aufbau reagiert empfindlich auf eine Frequenzverschiebung der Ausgangssignale der optischen Laser, die von Veränderungen der Umgebungstemperatur herrührt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung weist generell zwei oder mehrere Strahlungsquellen (im Folgenden kurz „Quellen" genannt), die eine kohärente Strahlung erzeugen. Die Quellen sind mit einer Steuereinheit durch eine Temperatursteuerschleife verbunden. Eine Temperaturdifferenz zwischen zwei oder mehreren der Quellen wird gemessen, entweder direkt mittels eines Differentialtemperatursensors oder indirekt mittels Temperatursensoren und eines Komparators, und damit wird ein Temperaturdifferenzsignal erzeugt. Die Steuereinheit steuert den Wärmefluss zu einer oder mehreren oder zwischen zwei oder mehreren der Quellen, wobei diese Steuerung sich auf das Temperaturdifferenzsignal stützt. Die Ausgangssignale der zwei oder mehreren Quellen werden in einem nichtlinearen Medium gemischt oder einander überlagert und damit Schwebungsfrequenzen erzeugt. Die Strahlung einer gewünschten Schwebungsfrequenz oder gewünschter Schwebungsfrequenzen können ausgewählt werden. Die Temperaturdifferenz zwischen den Quellen kann durch die Steuereinheit unter Anwendung des Wärmeflusses genau gesteuert, beispielsweise aufrecht erhalten oder verändert, werden. Die gewünschte Schwebungsfrequenz oder die Schwebungsfrequenzen kann bzw. können mittels einer Resonanzstruktur oder das Material eines nichtlinearen Mediums ausgewählt werden. Das Ergebnis ist die Erzeugung der gewünschten Schwebungsfrequenz oder der Schwebungsfrequenzen unabhängig von den Schwankungen der Umgebungstemperatur. Eine Rückkopplungsschleife kann vorgesehen sein, um die gewünschte Schwebungsfrequenz oder die Schwebungsfrequenzen zu steuern. Die Strahlungsquellen können, müssen aber nicht, Laser und Maser aufweisen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann diese ein System zur Erzeugung einer Strahlung einer gewünschten Frequenz mit einer Temperaturunabhängigkeit aufweisen. Eine erste Quelle kann ein erstes Ausgangssignal mit einer ersten Frequenz erzeugen. Ein erster Temperatursensor kann mit einer ersten Quelle verbunden sein. Der erste Temperatursensor kann derart ausgebildet sein, dass er eine erste Betriebstemperatur der ersten Quelle misst und ein erstes Temperatursignal erzeugt, das der ersten Betriebstemperatur proportional ist. Eine zweite Quelle kann ein zweites Ausgangssignal mit einer zweiten Frequenz erzeugen. Ein zweiter Temperatursensor kann mit der zweiten Quelle verbunden sein. Der zweite Temperatursensor kann eine zweite Betriebstemperatur der zweiten Quelle messen und ein zweites Temperatursignal erzeugen, das der zweiten Betriebstemperatur proportional ist.
  • Das System kann einen Komparator aufweisen, der mit dem ersten Temperatursensor und dem zweiten Temperatursensor verbunden sein kann. Der Komparator kann ein Temperaturdifferenzsignal aus dem ersten Temperatursignal und dem zweiten Temperatursignal erzeugen. Eine Steuereinheit kann mit der ersten Quelle und der zweiten Quelle mittels einer Temperatursteuerschleife verbunden sein.
  • Die Steuereinheit kann das Temperaturdifferenzsignal des Komparators empfangen und ein Steuersignal erzeugen, das eine Temperaturdifferenz zwischen der ersten Quelle und der zweiten Quelle steuern kann. Mindestens eine Heiz- und Kühlvorrichtung kann mit mindestens einer der ersten Quelle und der zweiten Quelle verbunden sein und das Steuersignal der Steuereinheit empfangen. Ein nichtlineares Medium kann das erste Ausgangssignal und das zweite Ausgangssignal empfangen, und ein oder mehrere Schwebungsfrequenzen können mittels des nichtlinearen Mediums erzeugt werden.
  • Bei bestimmten Ausführungen kann eine Resonanzstruktur eine gewünschte Schwebungsfrequenz oder Schwebungsfrequenzen auswählen. Die gewünschte Schwebungsfrequenz oder die Schwebungsfrequenzen kann bzw. können trotz der Umgebungstemperaturschwankungen oder einer wärmeinduzierten Frequenzverschiebung virtuell stabil sein. Das nichtlineare Medium oder die nichtlineare Struktur kann, muss aber nicht, Fotodioden oder nichtlineare Oberflächen eines Ziels oder Objekts aufweisen. Ferner können die Strahlungsquellen u. a. Laser und Maser aufweisen. Bei einigen Ausführungen kann eine Rückkopplungsschleife vorhanden sein, die das nichtlineare Medium oder die Resonanzstruktur mit dem Komparator verbindet. Die Rückkopplungsschleife kann mit einem Sensor versehen sein, der einen oder mehrere Parameter der Schwebungsfrequenzen misst. Der Sensor kann mit einer Phasenregelschleife (PLL) verbunden sein, die ein Fehlersignal an den Komparator liefert.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann diese ein System zur Erzeugung einer temperaturunabhängigen Strahlung mit mindestens zwei Quellen aufweisen, die jeweils ein Ausgangsfrequenzsignal abgeben. Eine Steuereinheit ist derart ausgebildet, dass sie ein Temperaturdifferenzsignal empfängt, das sich auf eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Quellen bezieht.
  • Die Steuereinheit kann derart ausgebildet sein, dass sie einen Wärmefluss zu mindestens einer der Quellen steuert. Bestimmte Ausführungen weisen einen Temperaturdifferenzsensor auf, der mit zwei oder mehreren der Quellen verbunden ist. Der Temperaturdifferenzsensor kann eine Temperaturdifferenz zwischen zwei oder mehreren der Quellen messen. Bei bestimmten Ausführungen kann ein erster Temperatursensor mit einer ersten Quelle und ein zweiter Temperatursensor mit einer zweiten Quelle verbunden sein. Die Temperatursensoren können ein erstes Temperatursignal und ein zweites Temperatursignal erzeugen, die von einem Komparator dazu verwendet werden, ein Temperaturdifferenzsignal zu erzeugen, das der Steuereinheit zugeführt werden kann.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann bei dieser eine Temperaturdifferenz zwischen mindestens zwei Ausgangssignale aufweisenden Quellen gemessen werden. Ein der gemessenen Temperaturdifferenz entsprechendes Temperaturdifferenzsignal wird erzeugt, und ein Wärmefluss zu einer oder mehreren der Quellen wird gesteuert. Die Ausgangssignale werden gemischt, und die temperaturunabhängigen Schwebungsfrequenzen werden erzeugt. Bei bestimmten Ausführungen kann der gesteuerte Wärmefluss von einer ersten Quelle zu einer zweiten Quelle übertragen werden und die Verwendung eines Peltier-Elements einschließen. Das Temperaturdifferenzsignal kann von einer gemessenen Temperaturdifferenz zwischen mindestens zwei Quellen abgeleitet sein.
  • Kurzfassung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausführung eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 ein schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführung eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die Ausgänge der ersten Strahlungsquelle und der zweiten Strahlungsquelle über optische Fasern mit einem nichtlinearen Medium verbunden sind, das mit einer Antenne gekoppelt ist,
  • 3 ein schematisches Schaltbild einer dritten Ausführung eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem eine nichtlineare Oberfläche eines Zielobjekts zur Mischung des ersten Ausgangssignals und des zweiten Ausgangssignals verwendet wird, und
  • 4 ein Schaltbild zur Darstellung der Schritte eines Verfahrens zur Erzeugung einer Strahlung gewünschter Frequenz mit einer Temperaturunabhängigkeit gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Eine Temperaturdifferenz zwischen Strahlungsquellen wird gesteuert, und es werden eine oder mehrere temperaturunabhängige Schwebungsfrequenzen mittels des Systems und des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt. Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung näher erläutert, die nur als Beispiel gilt und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen soll.
  • In 1 ist ein Strahlungserzeugungssystem 100 gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei dem eine Rückkopplung von einer Resonanzstruktur zur Steuerung einer Temperaturdifferenz zwischen den Strahlungsquellen verwendet wird. Eine erste Strahlungsquelle (erste Quelle) 12 und eine zweite Strahlungsquelle (zweite Quelle) 14 sind mittels einer Temperatursteuerschleife 26 mit einer Steuereinheit 16 verbunden. Die Steuereinheit 16 steuert eine Wärmedifferenz oder einen Wärmefluss F, der der ersten Quelle 12 oder der zweiten Quelle 14 bzw. beiden zugeführt wird. Die Strahlungsquellen 12, 14 können von beliebiger Art sein, wenn sie nur eine kohärente Strahlung erzeugen. Geeignete Beispiele für diese Quellen sind Laser, Maser, Klystrons, auf die die Erfindung aber nicht beschränkt ist, und funktionsmäßig ähnliche Arten von Strahlungsquellen. Geeignete, als Strahlungsquellen verwendbare Arten der Laser sind u. a. Feststofflaser, Halbleiterlaser, oder Laserdioden aller Arten einschließlich emittierender Laser mit vertikaler Hohlraumfläche (VCSEL) und kantenemittierender Laser, Flüssigfarbstofflaser, freie Elektronen emittierender Laser und Gaslaser. Bei bevorzugten Ausführungen werden VCSEL's oder kantenemittierende Laser als Quellen verwendet. Aber es kann auch jede geeignete Strahlungsquelle verwendet werden, und es dürfte klar sein, dass geeignete Mittel für das Betreiben, Pumpen oder die Erregung der Quellen, beispielsweise optische, thermische, elektrische usw., verwendet werden, wenn andere Arten von Strahlungsquellen benutzt werden.
  • In 1 steuert ferner eine Steuereinheit 16 eine Temperaturdifferenz zwischen den Quellen 12, 14 durch Zuführen und Regeln des Wärmeflusses F zu einer oder beiden der Quellen 12, 14. Die Steuereinheit 16 kann mit einer ersten Heiz- und Kühleinheit 22 und einer zweiten Heiz- und Kühleinheit 24 verbunden sein, die mit der ersten Quelle 12 bzw. der zweiten Quelle 14 verbunden sind. Die Steuereinheit 16 kann den Wärmefluss F zu einer oder beiden der Quellen 12, 14 mittels Selbsterhitzung, d.h. durch Zuführen von mehr oder weniger Strom zu den Quel len, oder mittels Temperaturteuervorrichtungen oder Heiz- und Kühlvorrichtungen 22, 24 übertragen. Der Wärmefluss F kann in die eine der beiden Quellen hineinfließen oder aus diesen herausfließen. Beispiele geeigneter Heiz- und Kühlvorrichtungen umfassen u.a. Peltier-Elemente, Widerstands- oder Ohmsche Heizelemente, Wärmeabflüsse, Ventilatoren, Wärmeleitungen, Kombinationen aus diesen Elementen und dergleichen. Die erste Heiz- und Kühlvorrichtung 22 und die zweite Heiz- und Kühlvorrichtung 24 können im einfachsten Fall Zuführleitungen sein, die den Quellen 12, 14 Spannung oder Strom zuführen; zusätzlich können sie geeignete elektronische Komponenten und Schaltungen umfassen, die die Zuführung von Spannung oder Strom oder beidem modifizieren.
  • Die Steuereinheit 16 verwendet ein Temperaturdifferenzsignal 40, um den Wärmefluss zu den Quellen 12, 14 zu regeln. Das Temperaturdifferenzsignal 40 kann durch Differenzverfahren und Vorrichtungen festgelegt werden. Wie durch ausgezogene Linien in 1 gezeigt ist, kann beispielsweise ein erster Temperatursensor 28 vorgesehen sein, der mit der ersten Quelle 12 verbunden ist. Ferner kann ein zweiter Temperatursensor 30 vorgesehen sein, der mit der zweiten Quelle 14 verbunden ist. Der erste Temperatursensor 28 stellt eine erste Temperatur der ersten Quelle 12 fest und erzeugt ein erstes Temperatursignal 42, das in Beziehung, beispielsweise in proportionaler Beziehung, zur ersten Temperatur steht. Der zweite Temperatursensor 30 stellt eine zweite Temperatur der zweiten Quelle 14 fest und erzeugt ein zweites Temperatursignal 44, das in Beziehung zur zweiten Temperatur steht. Die Temperatursensoren 28, 30 sind mit einem Komparator 36 verbunden, der Temperatursignale 42, 44 empfängt. Bei bevorzugten Ausführungen kann der Komparator 36 ein Summierglied sein, einen Summenverstärker oder eine andere, funktionell vergleichbare Schaltung sein. Der Komparator 36 erzeugt das Temperaturdifferenzsignal 40 aus dem ersten Temperatursignal 42 und dem zweiten Temperatursignal 44, und die Steuereinheit 16 empfängt das Temperaturdifferenzsignal 40. Das erste Temperatursignal 42 und das zweite Temperatursignal 44 können durch verschiedene Verfahren bestimmt werden, die beispielsweise das Messen einer Spannung an jeder entsprechenden Quelle während des Zuführens eines bekannten Stroms zu jeder Laserdiode, beispielsweise zu deren Übergangszone, oder das Messen einer Spannung an einem Thermopaar, einem Thermistor oder einer wärmeempfindlichen Widerstandsschaltung (RTD) usw. umfasst. Wenn wie bei bevorzugten Ausführungen die erste Quelle 12 und die zweite Quelle 14 Laserdioden sind, können die Temperatursensoren an einem zweier Punkte jeder Laserdiode angeschlossen sein. Es dürfte klar sein, dass die Signalbedingung der Temperatursignale zugelassen wird, wenn sie geeignet ist.
  • Bei weiteren, in 1 durch gestrichelte Linien angedeuteten Ausführungen kann ein Differentialtemperatursensor 58 eine Temperaturdifferenz oder eine Differentialtemperatur zwischen den Quellen 12, 14 direkt messen. Der Differentialtemperatursensor 58 fegt das Temperaturdifferenzsignal fest und kann dieses dem Komparator 36 oder der Steuereinheit 16 zuführen. Bei bestimmten Ausführungen werden in Reihe mit jeder Quelle geschaltete Thermopaare als Differentialtemperatursensoren 58 verwendet.
  • Ein erstes Ausgangssignal mit der Frequenz der ersten Quelle 12 wird mit einem zweiten Ausgangssignal mit der Frequenz der zweiten Quelle 14 in einem nichtlinearen Medium 18 überlagert oder gemischt, das eine beliebige, nichtlineare Schaltung oder Struktur sein kann, und damit werden Schwebungsfrequenzen erzeugt. Die sich ergebenden Schwebungsfrequenzen können in hohem Maße kohärent sein. Eine gewünschte Schwebungsfrequenz 50 oder Schwebungsfrequenzen kann bzw. können aus den Schwebungsfrequenzen durch verschiedene Mittel einschließlich durch das Mittel des Materials des nichtlinearen Mediums 18 selbst oder durch eine Resonanzstruktur 20 ausgewählt werden, die mit dem nichtlinearen Medium 18 verbunden ist, wie es in 1 gezeigt ist. Die gewünsch te Schwebungsfrequenz kann eine Frequenz sein, die mit nur einer Strahlungsquelle schwierig, teuer oder unwirksam herzustellen ist, beispielsweise als Millimeterwellenstrahlung.
  • Die Anwendung eines Wärmeflusses, die auch als Temperaturdifferenzsteuerung bezeichnet werden kann, kann mit Milligradgenauigkeit mittels bekannter Techniken durchgeführt werden. Durch Anwendung des Wärmeflusses F mit derartiger Genauigkeit kann die Temperaturdifferenz zwischen den Quellen 12, 14 mit Milligradgenauigkeit gesteuert werden. Als Ergebnis werden die gewählten Ausgangssignale 32, 34 und damit die gewünschte Schwebungsfrequenz oder die Schwebungsfrequenzen genau gesteuert und damit temperaturunabhängig oder virtuell bzw. im Wesentlichen temperaturunabhängig ungeachtet der Schwankungen der Umgebungstemperatur oder der Schwankungen der Temperaturen der Quellen 12, 14 gemacht. Die gewünschte Schwebungsfrequenz oder die Frequenzen kann bzw. können damit eine temperaturunabhängige Strahlung erzeugen. Die Faktoren, die die Temperaturunabhängigkeit beeinflussen können, umfassen die aktuelle Mittenfrequenz des Ausgangssignals der Quelle(n), die Auflösung der Temperatursensoren, die Steuerstabilität und die thermische Zeitkonstante der Heiz- und Kühlvorrichtung und die Temperaturempfindlichkeit der Quelle(n).
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine gewünschte Schwebungsfrequenz oder Schwebungsfrequenzen aufrecht erhalten werden kann bzw. können, indem eine verhältnismäßig kleine Wärmemenge einer der Quellen 12, 14 hinzugefügt oder weggenommen wird, deren Temperaturen der Umgebungstemperatur „folgen" oder „nachfließen" kann, wenn sich die Temperatur der das System 100 umgebenden Umgebung ändert. Durch das Zufügen oder Wegnehmen der Wärme zu bzw. von einer oder beiden der Quellen 12, 14 bei der Erhöhung der Umgebungstemperatur kann bzw. können die gewünschte Schwebungsfrequenz oder die Schwebungsfrequenzen wirtschaftlicher aufrecht erhalten werden, als wenn jede Quelle auf eine konstante Temperatur aufrecht erhalten werden würde. Die vorliegende Erfindung bietet daher einen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik dadurch, dass die Steuereinheit einen Wärmefluss direkt von einer Quelle zur anderen steuern kann. Bei bevorzugten Ausführungen kann die Steuereinheit einen Wärmefluss von einer Quelle, beispielsweise einer Laserdiode, zu einer anderen Quelle über ein Peltier-Element steuern.
  • Beispiele für das nichtlineare Medium 18 umfassen u.a. Halbleiter-Fotodioden oder Transistoren, Halbleiter-Wellenhohlleiter, Fotodetektoren, Frequenzwandler, parametrische Oszillatoren, parametrische Verstärker, Vakuumröhren, Fotovervielfacher, steckbare Antennen, Durchbruchsfotodioden, und auch nichtlineare Flächen oder Strukturen eines Materials, Ziels oder Objekts. In bestimmten Fällen kann das nichtlineare Medium 18 eine Fotodiode mit einer aktiven Region sein, die Indiumphosphid (InP), Silizium, Germanium, Galliumarsenid oder Siliziumkarbid umfasst. Bei anderen Ausführungen kann das nichtlineare Medium 18 eine Galliumnitridarsenid-Fotodiode (GaNAs) sein. Bei bestimmten, anderen Ausführungen kann das nichtlineare Medium 18 eine Fotodiode mit einer aktiven Region sein, die Indium/Galliumarsenidphosphid (InGaAsP) umfasst. Bei weiteren Ausführungen kann das nichtlineare Medium 18 eine Fotodiode sein, die eine aktive Region mit Indium/Galliumarsenidphosphidnitrid/Indiumphosphid (InGaAsPN/InP) umfasst und für Wellenlängen in der Nähe von 1,65nm geeignet ist. Es dürfte klar sein, dass der Ausdruck „Fotodiode" sich auch auf eine Durchbruchs-Fotodiode bezieht.
  • Beispiele für die Resonanzstruktur 20 umfassen u.a. einen Oszillatorschwingkreis, ein optisches oder Mikrowellenleitungsrohr oder ein Filter, wie beispielsweise ein Abstimmleitungsstück, ein Viertelwellen-Abstimmleitungsstück, ein offenes Halbwellenabstimmleitungsstück, einen dielektrischen Resonator oder einen Oszillatorschwingkreis aus diskreten Komponenten, die für besondere Frequenzen, beispielsweise solche Frequenzen geeignet sind, die die interessierende Schwe bungsfrequenz oder die interessierenden Schwebungsfrequenzen betreffen. Bei bevorzugten Ausführungen ist die Resonanzstruktur derart ausgebildet, dass sie einen hohen Qualitätsfaktor Q aufweist, der ein Maß dafür ist, wie schnell die in der Resonanzstruktur 20 gespeicherte Energie verloren geht, so dass hohe Umwandlungswirkungsgrade erzielt werden können. Bei Ausführungen mit einer einen hohen Qualitätsfaktor aufweisenden Resonanzstruktur sieht die Erfindung eine wirksame Vorrichtung und ein wirksames Verfahren zur Umwandlung eines Strahlungstyps in einen anderen, beispielsweise der optischen Strahlung in eine Millimeterwellenlängenstrahlung, vor.
  • Bei bestimmten Ausführungen kann eine das nichtlineare Medium mit dem Komparator verbindende Rückkopplungsschleife zugefügt sein. Die Rückkopplungsschleife kann einen Parameter einer oder mehrerer Schwebungsfrequenzen messen und aufgrund des gemessenen Parameters ein Fehlersignal erzeugen. Das Fehlersignal kann dazu verwendet werden, die Temperaturdifferenz zwischen den Quellen durch Anwendung des Wärmeflusses einzustellen, so dass ein gewünschtes Frequenzprofil erzielt werden kann. Ein Beispiel für eine derartige Rückkopplungsschleife 54 ist durch gestrichelte Linien in 1 gezeigt. Die Rückkopplungsschleife 54 kann einen Rückkopplungssensor 38 umfassen, der mit der Resonanzstruktur 20 verbunden ist. Der Rückkopplungssensor 38 kann einen oder mehrere Parameter 56, beispielsweise die Frequenz, Phase usw., der im nichtlinearen Medium 18 erzeugten und in der Resonanzstruktur 20 empfangenen Schwebungsfrequenzen feststellen. Der Rückkopplungssensor 38 ist wie gezeigt mit einer Phasenregelschleife (PLL) 52 verbunden, die an den Komparator 36 angeschlossen ist. Die PLL 52 kann derart arbeiten, dass sie die Phase oder Frequenz der ausgewählten Schwebungsfrequenz(en) von einer oder beiden der Quellen 12, 14 regelt. Die PLL 52 kann das Fehlersignal dem Komparator 36 zuführen.
  • In 2 ist ein Strahlungserzeugungssystem 200 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei dem eine Rückkopplung von einem nichtlinearen Medium bei der Steuerung der Temperaturdifferenz zwischen den Strahlungsquellen verwendet werden kann und eine gewünschte Schwebungsfrequenz oder Schwebungsfrequenzen mittels einer Antenne gesendet werden kann bzw. können. Ein erster Ausgang 232 einer ersten Quelle 212 und ein zweiter Ausgang 234 einer zweiten Quelle 214 sind mit einem nichtlinearen Medium 218 durch jeweils eine optische Faser 252 bzw. 254 verbunden. Die erste Quelle 212 und die zweite Quelle 214 sind miteinander mittels einer Temperatursteuerschleife 226 verbunden. Der erste Ausgang 232 und der zweite Ausgang 234 weisen Frequenzkomponenten auf, die Signale dieser Ausgänge werden im nichtlinearen Medium gemischt, und Schwebungsfrequenzen werden erzeugt. Ein erster Temperatursensor 228 ist mit der ersten Quelle 212 verbunden, und ein zweiter Temperatursensor 230 ist mit der zweiten Quelle 214 verbunden. Der erste Temperatursensor 228 stellt eine erste Temperatur der ersten Quelle 212 fest und erzeugt ein erstes Temperatursignal 242, das sich auf die erste Temperatur bezieht, beispielsweise dieser Temperatur proportional ist. Der zweite Temperatursensor 230 stellt eine zweite Temperatur der zweiten Quelle 214 fest und erzeugt ein zweites Temperatursignal 244, das sich auf die zweite Temperatur bezieht, beispielsweise dieser Temperatur proportional ist. Ein Komparator 236 empfängt das erste Temperatursignal 242 und das zweite Temperatursignal 244, vergleicht diese und erzeugt ein Temperaturdifferenzsignal 240. Das Temperaturdifferenzsignal 240 wird von einer Steuereinheit 216 empfangen, die mittels einer Temperatursteuerschleife 226 mit den Quellen 212, 214 verbunden ist. Eine Temperaturdifferenz zwischen den Quellen wird durch die Steuereinheit 216 gesteuert. Die Steuereinheit 216 kann einen Wärmefluss F einer oder beiden der Quellen 12, 14 zuführen mittels selbstheizender Mittel, beispielsweise durch Zuführen von mehr oder weniger Strom zu den Quellen oder durch Temperatursteuervorrichtungen oder einer Heiz- und Kühlvorrichtung 222, 224. Eine Resonanzstruktur ist nicht gezeigt, kann aber vorhanden sein, und das nichtlineare Medium 218 selbst kann derart ausgebildet sein, dass es eine gewünschte Schwebungsfrequenz 250 durch Materialeigenschaften und Vorrichtungsabmessungen des nichtlinearen Mediums 218 auswählt, beispielsweise kann das Material des nichtlinearen Mediums 218 aufgrund der Frequenzen der Strahlung, die es absorbiert, ausgewählt werden. Eine Antenne 260 kann mit dem nichtlinearen Medium 218 gekoppelt werden, um die gewünschte Schwebungsfrequenz 250 auszusenden. Eine Rückkopplungsschleife 264 kann vorhanden sein und einen Rückkopplungssensor 238 aufweisen, der einen Parameter 266, beispielsweise die Phase oder die Frequenz oder beides, der ausgewählten Schwebungsfrequenz 250 misst. Der Rückkopplungssensor 238 kann mit einer PLL 256 verbunden sein. Die PLL 256 kann betrieben werden, um ein Fehlersignal 268 einem Komparator 236 zuzuführen, so dass die Schwebungsfrequenz (Ausgangssignal) 250 gesteuert wird.
  • In 3 ist nun eine Ausführung 300 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der eine nichtlineare Oberfläche oder ein Volumen eines Objekts oder Ziels 352 zur Mischung eines ersten Ausgangssignal 332 einer ersten Quelle 312 und eines zweiten Ausgangssignals 334 einer zweiten Quelle 314 verwendet wird. Die erste Quelle 312 und die zweite Quelle 314 sind durch eine Temperatursteuerschleife 326 mit einer Steuereinheit 316 verbunden. Eine Temperaturdifferenz zwischen den Quellen wird durch die Steuereinheit 316 gesteuert. Die Temperaturdifferenz zwischen den Quellen kann durch verschiedene Mittel und Schaltungen bestimmt werden. Beispielsweise zeigt die Ausführung in 3 in ausgezogenen Linien einen ersten Temperatursensor 328, der mit der ersten Quelle 31^2 verbunden ist, und einen zweiten Temperatursensor 330, der mit der zweiten Quelle 314 verbunden ist. Der erste Temperatursensor 328 stellt eine erste Temperatur der ersten Quelle 312 fest und erzeugt ein erstes Temperatursignal 342, das sich auf die erste Temperatur bezieht, beispielsweise dieser proportional ist. Der zweite Temperatursensor 330 stellt eine zweite Temperatur der zweiten Quel le 314 fest und erzeugt ein zweites Temperatursignal 344, das sich auf die zweite Temperatur bezieht, beispielsweise dieser proportional ist. Bei der in ausgezogenen Linien dargestellten Ausführung empfängt ein Komparator 336 das erste Temperatursignal 342 und das zweite Temperatursignal 344, vergleicht diese beiden Temperatursignale und erzeugt ein Temperaturdifferenzsignal 340. Bei der Ausführung der 3 ist ein durch gestrichelte Linien verbundener Differentialtemperatursensor 358 gezeigt, der eine Temperaturdifferenz zwischen den Quellen misst und ein Temperaturdifferenzsignal erzeugt, das sich auf die Temperaturdifferenz bezieht. Ein Komparator ist bei dieser Ausführung nicht nötig. Das Temperaturdifferenzsignal 340, das entweder vom Komparator 336 oder durch den Temperaturdifferenzsensor 358 erzeugt wird, wird von der Steuereinheit 316 empfangen. Die Steuereinheit 316 kann einer oder beiden der Quellen 312, 314 den Wärmefluss F mittels Selbsterhitzung zuführen, d.h., dass den Quellen mehr oder weniger Strom zugeführt wird, oder durch Temperatursteuervorrichtungen oder Heiz- und Kühlvorrichtungen 322, 324 zuführen.
  • Das erste Ausgangssignal 332 und das zweite Ausgangssignal 334 können auf das Ziel 352 mittels beliebiger, verschiedener und bekannter Verfahren gerichtet werden, die u. a. eine Strahllenkung und eine mechanische Lenkung umfassen. Eine nichtlineare Oberfläche oder ein nichtlineares Volumen innerhalb des Ziels 352 kann ein nichtlineares Medium bilden, das das erste Ausgangssignal 332 und das zweite Ausgangssignal 334 mischt und eine Schwebungsfrequenz oder Schwebungsfrequenzen erzeugt. Die Schwebungsfrequenz oder die Schwebungsfrequenzen kann bzw. können vom Ziel 352 reflektiert oder absorbiert werden. Ein Detektor 354, eine Antenne oder ein Empfänger kann die reflektierte Schwebungsfrequenzstrahlung empfangen. Der Detektor 354 kann eine Resonanzwellenführung oder einen Oszillatorschwingkreis umfassen, der eine gewünschte Schwebungsfrequenz auswählt. Der Detektor 354 kann mit einem nicht gezeigten Computer verbunden sein, der ein digitales Bildprogramm umfassen kann, um das De tektieren des Ziels 352 zu erleichtern. Der Detektor 354 kann getrennt und entfernt von der Quelle 312, 314 angeordnet sein. Bei bestimmten Ausführungen können viele Quellen in einer Anordnung vereinigt sein, so dass eine Strahllenkung der Ausgangssignale und ein darauf folgendes Abtasten eines sich bewegenden Ziels durchgeführt werden können. Bei bestimmten Ausführungen können die Ausgangssignale aktuell innerhalb des Ziels oder Objekts gemischt werden, beispielsweise in einer Materialschicht, die im Ziel 352 angeordnet ist.
  • Um weiter die Detektion des Ziels 352 zu erleichtern, kann der durch die Steuereinheit 316 gesteuerte und einer oder beiden der Quellen 312, 314 zugeführte Wärmefluss F in planmäßiger Weise geändert werden. Die Steuereinheit 316 kann durch bekannte Techniken veranlassen, dass die Temperaturdifferenz zwischen den Quellen in planmäßiger Weise durch einen Wertebereich geändert oder „weggefegt" wird. Die Änderung der Betriebstemperatur von einer der Quellen gegenüber der anderen Quelle bewirkt, dass die Frequenzen der Ausgangssignale der Quellen in entsprechender Weise geändert werden. Eine Änderung der Frequenzen der Ausgangssignale verursacht eine Änderung der Schwebungsfrequenzen, die erzeugt werden, wenn die Ausgangssignale gemischt und vom Ziel reflektiert werden. Weil verschiedene Materialien verschiedene Frequenzen in sich ändernden Graden absorbieren und reflektieren und weil sich ändernde Bedingungen in der Atmosphäre, beispielsweise Wasserdampf, Temperaturgradienten usw., die Strahlungsübertragung beeinflussen, kann das planmäßige Ändern oder Wegfegen der Ausgangssignale und Schwebungsfrequenzen die Feststellung des Ziels 352 mittels des Detektors 354 erleichtern.
  • Anhand der 4 wird nun ein Verfahren 400 zur Erzeugung einer temperaturunabhängigen Frequenz gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine erste Temperatur einer ersten Strahlungsquelle wird gemäß dem Kästchen 402 festgestellt, und ein erstes Temperatursignal, das der ersten Temperatur proporti onal ist, wird gemäß dem Kästchen 404 erzeugt. Eine zweite Temperatur einer zweiten Strahlungsquelle wird gemäß dem Kästchen 406 festgestellt, und ein zweites Temperatursignal, das der zweiten Temperatur proportional ist, wird gemäß dem Kästchen 408 erzeugt. Ein Temperaturdifferenzsignal wird gemäß dem Kästchen 410 aus dem ersten Temperatursignal und dem zweiten Temperatursignal gebildet. Ein Komparator oder eine andere ähnliche Anordnung kann das Temperaturdifferenzsignal erzeugen. Ein Wärmefluss, der einer oder beiden Quellen der ersten Quelle und der zweiten Quelle zugeführt wird, wird gemäß dem Kästchen 412 durch das Temperaturdifferenzsignal gesteuert. Der Schritt der Steuerung des Wärmeflusses gemäß dem Kästchen 412 kann durch eine Steuereinheit durchgeführt werden, die das Temperaturdifferenzsignal empfängt. Die Ausgangssignale der ersten Quelle und der zweiten Quelle werden gemäß dem Kästchen 414 gemischt. Das Mischen kann beispielsweise in einem nichtlinearen Medium, einer Vorrichtung, einem chemischen Vorläufer, einem sich bewegenden oder stationären Ziel usw. erfolgen. Das Mischen erzeugt Schwebungsfrequenzen, und eine gewünschte Schwebungsfrequenz wird gemäß dem Kästchen 416 ausgewählt. Die gewünschte Schwebungsfrequenz kann gemäß dem Kästchen 416 in verschiedener Weise ausgewählt werden, beispielsweise können u. a. ein Oszillatorschwingkreis oder eine andere Resonanzstruktur ausgewählt werden. Bei bestimmten Ausführungen können die Schritte gemäß den Kästchen 402408 ersetzt oder durch einen Schritt der Feststellung einer Temperaturdifferenz gemäß dem Kästchen 418 zwischen zwei oder mehreren Quellen ergänzt werden, wie es in 4 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Es dürfte klar sein, dass die vorgehenden Schritte in einer beliebigen Reihenfolge im Sinn der vorliegenden Erfindung ablaufen können.
  • Der Schritt der Steuerung des Wärmeflusses kann auch einschließen, dass eine Rückkopplung von der gewünschten Schwebungsfrequenz oder den Schwebungsfrequenzen zur Steuereinheit vorgesehen ist, um den den Quellen zugeführten Wärmefluss zu beeinflussen. Der Steuerungsschritt kann das Ändern des Temperaturdifferenzsignals und der Temperaturdifferenz einschließen, wodurch eine gewünschte Schwebungsfrequenz oder Schwebungsfrequenzen geändert wird bzw. werden. Die gewünschte Schwebungsfrequenz kann durch bekannte Techniken übertragen werden. Der Übertragungsschritt kann das Fokussieren der Schwebungsfrequenz umfassen. Die Schwebungsfrequenz kann festgestellt werden, nachdem sie von einem Ziel oder Objekt reflektiert wird. Zusätzlich kann die Absorption einer bekannten, zu erzeugenden Schwebungsfrequenz auch von einer Schwebungsfrequenzstrahlung festgestellt werden, von einem Ziel reflektiert wird. Ziele oder Objekte können von beliebiger Art sein. Geeignete Beispiele umfassen u. a. vergrabene Minen, tödliche Waffen, beispielsweise Bomben, Kanonen und Messer, und Substanzen, die an Personen, in Ladungen, Mineral- und Petroleumlagen versteckt sind usw.
  • Besondere Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind vorstehend beschrieben worden, doch sind diese nur beispielhaft gemeint. Dem Fachmann dürfte klar sein, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Substitutionen erfolgen können, ohne den durch die folgenden Ansprüche festgelegten Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der hier verwendete Ausdruck „Temperaturdifferenzsignal" in Wirklichkeit eine beliebige Kombination der Temperatursignale bezeichnen, die von den Temperatursensoren erzeugt werden, und nicht notwendigerweise die Differenz zwischen diesen Signalen. Ferner kann, obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungen und Figuren nur zwei Strahlungsquellen aufweisen, jede Anzahl von Quellen im Sinne der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ferner kann beispielsweise, obwohl die vorstehende Beschreibung sich nur auf Diodenlaser stützt, jede geeignete Strahlungsquelle verwendet werden. Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Größe festgelegt. Die Strahlungsquellen und das Medium können auf einem Substrat mittels bekannter Techniken hergestellt und integriert werden sowie durch Wellenführun gen oder Lichtleitungsrohre miteinander verbunden werden. Geeignete Techniken für eine Integrierung auf einem Substrat können u. a. die Halbleiterherstellungstechniken sein, beispielsweise die Molekularstrahlepitaxie (MBE) oder die metallorganische, chemische Dampfablagerung (MOCVD) und auch diejenigen, die für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) verwendet werden.
  • Dem Fachmann dürfte klar sein, dass die vorliegende Erfindung sich selbst zahlreichen Anwendungen anbietet. Beispielsweise kann die Erfindung durch Auswahl einer Schwebungsfrequenz oder von Schwebungsfrequenzen entsprechend der Absorptions- oder Reflektionseigenschaften verschiedener Materialien oder Strukturen u. a. für die Feststellung von Minen oder anderen, in der Erde vergrabenen Gegenständen, die Kartierung und Vermessung von natürlichen und künstlichen Resourcen, das Schweißen und die Herstellung oder Synthese von Chemikalien verwendet werden.

Claims (20)

  1. System zur Erzeugung einer Strahlung mit einer gewünschten, temperaturunabhängigen Frequenz aus – einer ersten Quelle (12), die ein erstes Ausgangssignal (32) mit einer ersten Frequenz erzeugt, – einem mit der ersten Quelle (12) verbundenen ersten Temperatursensor (28), der eine erste Betriebstemperatur der ersten Quelle misst und ein zur ersten Betriebstemperatur proportionales erstes Temperatursignal (42) erzeugt, – einer zweiten Quelle (14), die ein zweites Ausgangssignal (34) mit einer zweiten Frequenz erzeugt, – einem mit der zweiten Quelle verbundenen zweiten Temperatursensor (30), der eine zweite Betriebstemperatur der zweiten Quelle misst und ein zur zweiten Betriebstemperatur proportionales zweites Temperatursignal (44) erzeugt, gekennzeichnet durch – einen mit dem ersten Temperatursensor und dem zweiten Temperatursensor verbundenen Komparator (36), der ein Temperaturdifferenzsignal (40) aus dem ersten Temperatursignal und dem zweiten Temperatursignal erzeugt, – eine mit der ersten Quelle und der zweiten Quelle durch eine Temperatursteuerschleife verbundene Steuereinheit (16), die das Temperaturdifferenzsignal vom Komparator empfängt, die ferner ein Steuersignal (26) erzeugt und die bei ihrem Betrieb eine Temperaturdifferenz zwischen der ersten Quelle und der zweiten Quelle erzeugt, – mindestens eine mit mindestens einer der ersten Quelle (12) und zweiten Quelle (14) verbundenen Heiz- bzw. Kühlvorrichtung (22, 24), die das Steuersignal (26) von der Steuereinheit (16) empfängt und – ein das erste Ausgangssignal und das zweite Ausgangssignal empfangendes, nichtlineares Medium (18), wobei ein oder mehrere Schwebungsfrequenzen erzeugt werden.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Quelle eine Laserdiode ist.
  3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Quelle eine Laserdiode ist.
  4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperatursensor ein Thermopaar ist.
  5. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Resonanzstruktur (20), die bei ihrem Betrieb eine gewünschte Schwebungsfrequenz aus einer oder mehreren Schwebungsfrequenzen auswählt.
  6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzstruktur ein Oszillatorschwingkreis ist.
  7. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit dem nichtlinearen Medium gekoppelten Rückkopplungssensor, der ein Merkmal der mindestens einen oder mehreren Schwebungsfrequenzen misst, ein Merkmalssignal erzeugt und betriebsmäßig mit dem Komparator verbunden ist.
  8. System nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Rückkopplungssensor und dem Komparator betriebsmäßig angeschlossenen Phasenregelkreis (52), der das Merkmalssignal empfängt und ein Fehlersignal erzeugt, das vom Komparator empfangen wird, wobei die Temperaturdifferenz abhängig von einem Merkmal von mindestens einer der ein oder mehreren Schwebungsfrequenzen gesteuert wird.
  9. System nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen mit der Resonanzstruktur verbundenen Rückkopplungssensor (38), der ein Merkmal der gewünschten Schwebungsfrequenz misst und ein Merkmalssignal erzeugt und der mit dem Komparator betriebsmäßig verbunden ist.
  10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Heiz- bzw. Kühlvorrichtung ein Widerstandsheizelement aufweist.
  11. Verfahren zur Erzeugung einer temperaturunabhängigen Strahlung mit folgenden Schritten – eine Temperaturdifferenz zwischen mindestens zwei Ausgangssignale erzeugenden Quellen wird gemessen, – ein Temperaturdifferenzsignal wird erzeugt, das sich auf die gemessene Temperaturdifferenz bezieht, – ein Wärmefluss zu einer oder mehreren der mindestens zwei Quellen wird gesteuert, – die Ausgangssignale werden gemischt und – ein oder mehrere temperaturunabhängige Schwebungsfrequenzen werden erzeugt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Steuerung eines Wärmeflusses folgenden Schritt aufweist: ein Wärmefluss von einer ersten Quelle der mindestens zwei Quellen zu einer zweiten Quelle der mindestens zwei Quellen wird gesteuert.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Steuerung eines Wärmeflusses folgenden Schritt aufweist: ein Peltier-Element wird verwendet.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt der Messung einer Temperaturdifferenz folgenden Schritt aufweist: eine Differenztemperatur zwischen mindestens zwei der mindestens zwei Quellen wird gemessen.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Merkmal der einen oder mehreren temperaturunabhängigen Schwebungsfrquenzen gemessen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückkopplung vorgesehen ist, die von einem gemessenen Merkmal der einen oder mehreren temperaturunabhängigen Schwebungsfrequenzen abhängt.
  17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturdifferenz geändert wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren temperaturunabhängigen Schwebungsfrequenzen geändert werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren temperaturunabhängigen Schwebungsfrequenzen ausgesendet werden.
  20. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung an einem Zielpunkt vorgenommen wird.
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