DE69505544T2

DE69505544T2 - Optischer emissionskopf mit laser und modulator

Info

Publication number: DE69505544T2
Application number: DE69505544T
Authority: DE
Inventors: Patrick Hardy; Stephane Hergault
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2015-07-29
Also published as: EP0776554B1; WO1996006488A1; FR2723803B1; FR2723803A1; JPH10511186A; JP3591839B2; DE69505544D1; EP0776554A1; US6005701A

Description

Die Erfindung betrifft die Übertragung analoger Signale über Lichtleitfaser und insbesondere eine Anordnung aus einem Laser und einem optischen Modulator zur Realisierung derselben.
Diese Anordnung dient im allgemeinen vorzugsweise bei der Anwendung von Lasern mit einer direkten Modulation. In der Praxis beeinflußt bei diesem Lasertyp die Änderung des die Modulation erzeugenden Stromes die Wellenlänge der Strahlung, und diese Änderung verschlechtert, wenn auch nur geringfügig, aufgrund der Farbdispersion der Lichtleitfaser die Übertragungseigenschaften.
Die externe Anordnung eines Lasers bei einem optischen Modulator kann indessen einen weiteren Nachteil aufgrund von niederfrequentem Rauschen aufweisen, auch Relaxationsrauschen genannt, das durch bestimmte Laser erzeugt Wird, insbesondere bei solchen, die bei Übertragungen über Lichtleitfaser eingesetzt werden. Dieses Rauschen bewirkt eine Änderung der ausgestrahlten Leistung in der Größenordnung von einigen Prozent und entspricht einem schmalen niederfrequenten Spektrum. Das ist auch der Fall bei Lasern vom Typ Glas-Erbium, bei denen die Mittenfrequenz dieses Spektrums in der Nähe von 200 kHz liegt. Dieses Rauschen, das in Fig. 1a dargestellt ist, ist in folgender Hinsicht störend:
Der Modulationseingang des optischen Modulators empfängt ein Signal aus mehreren Trägern, die zum Beispiel in der Amplitude moduliert sind. Ein Beispiel dieses Signals, das in Fig. 1b dargestellt ist, wird durch einen Audio- und einen Videoträger gebildet, wobei das Frequenzspektrum des Videoträgers einer Amplitudenmodulation mit Restseitenband entspricht, die auch MA-BLR genannt wird. Diese beiden modulierten Träger bilden einen Kanal auf dem Gebiet der Übertragung von Fernsehsignalen, und das dem optischen Modulator zugeführte Modulationssignal kann aus einer Anordnung von zwei benachbarten Kanälen bestehen, um ein Frequenzmultiplex von Mehrkanal-Fernsehsignalen zu bilden, die mit Restseitenband in der Amplitude moduliert sind. Die Multiplikation des optischen Signals mit diesem HF- Modulationssignal verteilt das Rauschen des Lasers um die Träger des HF-Signals herum, wie in Fig. 1c dargestellt ist. Dieses Rauschen findet sich wieder in den Frequenzseitenbändern, wenn diese eine Breite oberhalb von einigen zehn kHz haben, wie es bei einem Video-Modulationssignal der Fall ist. Nach der Demodulation ist das Basisband-Videosignal von einem Rauschen doppelter Leistung begleitet, da die beiden "Büschel" des Rauschens um den Videoträger herum korrelliert sind, wenn das Spektrum des Videosignals ein unterdrücktes Seitenband aufweist. Dieser Rauschpegel übersteigt nun den Schwellwert der Sichtbarkeit des Videosignals auf dem Bildschirm um einen Wert, der 10 oder 12 dB annehmen kann, und bildet auf diese Weise im Bild eine sogenannte "Schneewirkung".
Eine Lösung dieses Problems, in der englischen Sprache "Feed Forward" genannt, ist zum Beispiel aus folgendem Dokument bekannt: Progress in Extemally Modulated AM CATV Transmission Systems, NAZARTHY et al., Joumal of Lightwave Technology, Band 11, January 1993, Seiten 82-105. Diese Lösung besteht darin, daß zwischen dem Laser und dem externen Modulator eine Einrichtung zur Regelung der ausgesendeten Leistung eingefügt wird. Diese Einrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Ein Koppelelement 2 entnimmt einen Teil der Leistung am Ausgang des Lasers 1 und überträgt diesen Teil an einen optischen Empfänger 3 mit integriertem Verstärker, der das optische Signal in ein elektrisches Signal umsetzt, das dann einen ersten externen optischen Modulator 4 steuert, der die Rolle der Regeleinrichtung spielt.
Eine geeignete Wahl der Kopplungswerte und der Verstärkung des optischen Empfängers ermöglichen eine wirkungsvolle Verringerung des Laserrauschens, bevor der Strahl einem zweiten externen optischen Modulator 5 zugeführt wird, der die HF- Modulationssignale empfängt.
Eine erste Unzulänglichkeit bei dieser Lösung betrifft die Einkoppelverluste des Koppelelementes und des optischen Modulators für die Regelung, die die ausnutzbare optische Leistung des Lasers beträchtlich verringern, wobei der optische Modulator aufgrund seiner Wirkungsweise die Leistung durch zwei teilt. Andererseits ist, ohne Berücksichtigung der Einkoppelverluste, die verfügbare Ausgangsleistung aufgrund des Regelprinzip höchstens gleich dem Minimalwert der durch den Laser gelieferten Schwingleistung. Eine weitere Unzulänglichkeit betrifft die Ausführung der Vorrichtung. Die Verstärkung der durch den optischen Empfänger 3 dargestellten Regelkette muß genau eingestellt werden, und das Korrektursignal muß vollständig in Phase sein mit dem zu korrigierenden Rauschen. Schließlich verursacht der für die Leistungsregelung benötigte optische Modulator nicht zu vernachlässigende Kosten.
Die Erfindung hat den Zweck, die genannten Unzulänglichkeiten zu überwinden.
Aufgabe der Erfindung ist ein optischer Emissionskopf mit einem Laser, der ein Signal mit der mittleren Lichtleistung Po und der momentanen Leistung Po (1+e) aussendet, wobei e die dem Signal überlagerte Rauschleistung ist, bezogen auf die mittlere Leistung Po, und mit einem externen optischen Modulator zum Modulieren des von dem Laser aufgrund eines elektrischen Modulationssignals M gelieferten optischen Signals, dadurch gekennzeichnet, daß das dem optischen Modulator unmittelbar zugeführte Modulationssignal M' ein zu M(1-e) proportionales elektrisches Signal ist.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Bewältigung der Unzulänglichkeiten aufgrund der Änderung der Wellenlänge des Lasers durch Anwendung eines zum Laser externen optischen Modulators. Sie ermöglicht ebenso eine Begrenzung der Einkoppelverluste, verglichen mit einer Regelung der Leistung nach dem Typ "Feed Forward" (Vorwärtseinspeisung). Außerdem werden die Kosten für die Realisierung und die Inbetriebnahme weiter verringert.
Das wirksame Modulationssignal M' wird am Ausgang eines elektrischen Modulators erzeugt, der ein Ausgangs-Modulationssignal M und ein Steuersignal für die Modulation C empfängt. Der eletkrische Modulator kann entweder ein zu CM proportionales Signal oder ein Signal der Form K2CM + K3M liefern, wobei K2 und K3 Konstanten sind. Im ersten Fall muß das Signal C proportional sein zu (1-e). Im zweiten Fall muß das Signal C proportional sein zu e. Um das Signal C zu erzeugen, wird ein Teil der momentanen optischen Leistung entnommen, entweder direkt am Ausgang des Lasers oder am Ausgang des optischen Modulators.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch besesr aus der folgenden Beschreibung, die an einem Beispiel und mit Bezug auf die beigefügten Figuren erfolgt. Darin zeigen:
Fig. 1a die Rauschleistung eines Lasers vom Typ Glas-Erbium.
Fig. 1b das Frequenzspektrum eines HF-Modulationssingals,
Fig. 1c das Frequenzspektrum am Ausgang des optischen Modulators,
Fig. 2 eine Vorrichtung zur automatischen Regelung der übertragenen Laserleistung gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 3 eine Vorrichtung zur Verringerung des Rauschens eines optischen Modulators gemäß der Erfindung,
Fig. 4 eine Variante dieser Vorrichtung und
Fig. 5 eine praktische Ausführung dieser Vorrichtung.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in der Fig. 3 dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
Ein Laser 6, z. B. vom Typ Glas-Erbium, ist über seinen Ausgang mit einem optischen Koppelement 7 verbunden, das es ermöglicht, einen geringen Teil der durch den Laser ausgestrahlten optischen Leistung zu entnehmen. Der Ausgang, der dem Hauptweg dieses Koppelelementes entspricht, ist unmittelbar über eine Lichtleitfaser mit einem Eingang eines optischen Modulators 8 verbunden. Dessen Aufgabe besteht darin, ein hochfrequentes elektrische Signal zu empfangen, um die optische Leistung in Abhängigkeit von diesem elektrischen Signal zu modulieren. Im folgenden wird angenommen, daß der Wunsch besteht, am Ausgang des optischen Modulators 8 eine optische Leistung Po (1/2 + M) an einem ersten Ausgang und Po (1/2 - M) an einem zweiten Ausgang zu erhalten. M bezeichnet den gewünschten Modulationsgrad, der zwischen -1/2 und +1/2 liegt. Dieser Modulationsgrad ergibt sich durch die Änderungen eines der Vorrichtung zugeführten hochfrequenten Signals, das ebenfalls mit M bezeichnet wird.
Der dem Auskoppelweg entsprechende Ausgang ist ständig über eine Lichtleitfaser mit einem optischen Empfänger 9 verbunden, der die optischen Signale in elektrische Signale umsetzt. Das am Ausgang des Empfängers 9 verfügbare elektrische Signal ist proportional zu der ausgestrahlten Leistung P1 des Lasers.
Wenn Po die mittlere, durch den Laser ausgestrahlte Leistung und e die Rauschleistung relativ zu dieser mittleren Leistung ist, hat die durch den Laser ausgestrahlte Leistung Pi die Form Po (1+e).
Somit ist das elektrische Signal am Ausgang des optischen Empfängers gleich K Po (1+e), wobei K eine konstante Funktion des Kopplungsfaktors des optischen Koppelelements 7, der Verluste in der mit dem optischen Empfänger verbundenen Lichtleitfaser und des Umsetzkoeffizienten der optischen Leistung in eine elektrische Spannung des optischen Empfängers ist. Im folgenden wird angenommen, daß der Empfänger effektiv eine Spannung liefert und K ausgedrückt wird in Volt/Watt. Man könnte eine analoge Überlegung anstellen, wenn der Empfänger einen Strom liefert.
Dieses Signal wird an einen Verstärker 10 mit der Verstärkung Co/KPo übertragen, wobei Co eine später zu beschreibende Konstante ist, dann an einen ersten Eingang einer Subtrahierstufe 11, wobei dieser Eingang von einer Spannung subtrahiert wird, die an den zweiten Eingang angelegt ist und einen Wert von Vref = 2Co hat. Die Anordnung aus dem optischen Empfänger 9 und dem Verstärker 10 hat eine derartige Duchlaßbandbreite, daß Änderungen der momentanen Leistung (zum Beispiel einige hundert KHz) erhalten bleiben. Das am Ausgang der Subtrahierstufe entstehende Signal nimmt somit folgenden Wert an:
Die Subtrahierstufe 11 wird auf einfache Weise durch Anlegen einer Offset-Spannung an den Verstärker 10 realisiert.
Das Signal C speist den Modulationseingang eines elektrischen Modulators 12 vom Multiplikatortyp, dessen zu modulierendes Signal M über eine zweiten Eingang zugeführt wird. Das Signal M wird zum Beispiel durch Fernseh-Hochfrequenzsignale im Frequenzmultiplex von dem von Fig. 1b beschriebenen Typ gebildet. Dieser elektrische Modulator bewirkt eine Amplitudenmodulation des HF-Signals durch das Signal C = Co (1-e) und bildet dadurch ein moduliertes Signal M' der Form:
M' = M(1-e)
Co ist der Wert des Signals C, wenn die momentane Leistung Pi gleich der mittleren Leistung Po ist. In diesem Fall ist das wirksame Modulationssignal M' gleich dem Signal M, das die gewünschte Modulation darstellt.
Das Signal M' wird dem optischen Modulator 8 über seinen Modulationseingang zugeführt. Dieser Modulator enthält im allgemeinen zwei komplementäre optische Ausgangsspannungen, P&spplus; und P&supmin;, jede mit der halben Leistung der Eingangsleistung für eine Modulation null. Unter Vernachlässigung der Verluste in der Kopplung und der Übertragung auf dem Hauptweg des Koppelelementes 7 haben die Ausgangsspannungen P&spplus; und P&supmin; in Anwesenheit eines Modulationssignals M' folgende Werte:
P&spplus; = Pi(1/2 +M')
P&supmin; = Pi(1/2 + M')
und, unter Vernachlässigung der Glieder zweiter Ordnung, für die das Rauschen e eins wird:
Es gibt dabei kein Glied in M.e, das einem Rauschen in dem Nutzband des Modulationssignals entspricht.
Es ist nur das niederfrequente Rauschen P2e am Ausgang vorhanden. Es ist jedoch für die HF-Träger nicht störend, da es außerhalb des Nutzspektrums des Modulationssignals liegt. Das modulierte Signal ist somit praktisch nicht mehr durch das Rauschen des Lasers beeinträchtigt.
Indessen wird bei dieser Vorrichtung angenommen, daß die mittlere Leistung Po fest ist und die Verstärkung des Verstärkers 10 in Abhängigkeit von Po berechnet wird. In dem Fall, wo dieser Wert sich mit der Zeit ändert, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Temperatur oder der Alterung des Lasers, besteht eine Verbesserung der Vorrichtung darin, diese mittlere Leistung Po am Ausgang eines Tiefpaßfilters zu messen und die Änderungen der momentanen Leistung zu unterdrücken, um die Verstärkung des Verstärkers 10 in Abhängigkeit von diesem Wert zu steuern. Diese Verbesserung ist gestrichelt in Fig. 3 dargestellt und besteht darin, das Signal am Ausgang des optischen Empfängers 9 zu entnehmen und es einem Tiefpaßfilter 13 mit einer Grenzfrequenz in der Größenordnung einiger kHz zuzuführen, um das Rauschspekturm zu unterdrücken, und dann die Verstärkung des Verstärkers 10 zu steuern, indem der Ausgang dieses Filters mit dem Steuereingang für die Verstärkung des Verstärkers 10 verbunden ist.
Der Modulator 12 liefert somit ein Signal M' = MC/Co. In dem allgemeineren Fall, wo der Modulator ein Signal M' = K2CM + K3M liefert, wobei K2 und K3 Konstanten sind, von denen die eine den Wirkungsgrad des Modulators und die andere seine Einkoppelverluste darstellt, läßt sich zeigen, daß die Verstärkung des Verstärkers 10 einen Wert G =1/K2KPo und die Referenzspannung Vref einen Wert Vref = (2-K3)/K2 bekommen muß, damit M' gleich M(1-e) ist.
In dem vorangehenden wurde eine Subtrahierstufe mit dem Ergebnis angewendet, daß das am Ausgang des Verstärkers 10 stehende Signal proportional zu (1+e) ist. Man könnte auch das durch den optischen Empfänger gelieferte Signal filtern (vor oder hinter dem Verstärker 10), um die Gleichspannungskomponente KPo zu unterdrücken und nur die Rauschkomponente K Po e berücksichtigen. Diese Rauschkomponente kann dem elektrischen Modulator 12 zugeführt werden, um ein Signal M' = M (1-e) zu bilden, indem die Verstärkung des Verstärkers 10 in Abhängigkeit von den Koeffizienten K2 und K3 gewählt wird. Es wird noch gezeigt, daß dieses bei der Fig. 4 möglich ist.
Andererseits wird die notwendige Phaseneinstellung zwischen dem Rauschsignal in dem zu modulierenden Lasersignal und dem des Modulationssignals M' durch Anpassung der Länge der Lichtleitfasern bewirkt. Es könnte jedoch ebenso eine Phasenschieberschaltung angewendet werden.
Die beschriebenen Vorrichtungen machen es notwendig, daß die Polarisation der optischen Welle zwischen dem Laser und dem optischen Modulator erhalten bleibt, da davon die einwandfreie Wirkung dieses Modulators abhängt. Demzufolge müssen das Koppelelement am Ausgang des Lasers und die Lichtleitfaser zwischen dem Koppelelement und dem Modulator ebenso in ihrer Polarisation erhalten bleiben.
Eine Abwandlung der oben beschriebenen Vorrichtungen ermöglicht einen Verzicht auf dieses besondere Koppelelement, das nennenswerte Kosten verursacht. Sie ermöglicht ebenso den Einsatz einer Lichtleitfaser zwischen dem Laser und dem optischen Modulator so kurz wie möglich. Diese Variante wird in der Fig. 4 beschrieben.
Ein Laser 14 ist über eine Lichtleitfaser mit einem optischen Modulator 15 verbunden. An einen der Ausgänge P&spplus; oder P&supmin; dieses Modulators ist ein optisches Koppelelement 16 angeschlossen, das einen kleinen Teil des optischen Signals abzweigt, um es über eine an seinen Ausgang angeschlossene Lichtleitfaser einem optischen Empfänger 17 zuzuführen, der aus einem optoelektronischen Wandler besteht. Ein an dessen Ausgang angeschlossener Verstärker 18 verstärkt und filtert das elektrische Signal. Dieser Verstärker ist mit einem Phasenschieber 19 verbunden, dessen Ausgang ein Modulationssignal C an einen elektrischen Modulator 20 liefert. Dieser Modulator 20 empfängt an einem zweiten Eingang das zu modulierende Signal M und liefert an seinem Ausgang das modulierte Signal M', das einem Modulationseingang des optischen Modulators 15 zugeführt wird.
Der Verstärker 18 extrahiert das Rauschen e des Lasers, das bei den niedrigen Frequenzen liegt und zu dem optischen Modulator gelangt, um das Signal M zu modulieren und ein neues Modulationssignal M' der Form M(1-e) zu bilden. Ein derartiges Signal begrenzt den Modulationsgrad des Signals M durch das Rauschen des Lasers, wie vorher bereits angedeutet.
Um dieses durchzuführen, erfüllen die Bauteile der Vorrichtung die im folgenden berechneten Bedingungen.
Das Signal P am Ausgang des optischen Modulators hat die Form:
P&supmin; = Po(1 + e)(1/2 - M')
Wenn K&sub1; der Kopplungsfaktor des Koppelelementes 16, h der Wirkungsgrad oder der Ansprechkoeffizient in Ampere/Watt des optischen Empfängers 17 und RT der berechnete Übertragungswiderstand des Verstärkers 18 ist, hat die Ausgangsspannung S des Verstärkers folgenden Wert:
S = K&sub1;ηRTP&supmin; = KtηRTPo(1 + e)(1/2 - M')
(Es wird angenommen, daß der Empfänger 17 einen Strom liefert. Jedoch wären die Überlegungen analog, wenn er eine Spannung liefert).
Wenn die Durchlaßbandbreite des Verstärkers derart ist, daß die
Gleichspannungssignale und die Signale mit der Modulationsfrequenz unterdrückt werden, kann diese Filterung ebenso mit einem getrennten Filter erfolgen. Das Gleichspannungsglied K&sub1;hRTPo/2 verschwindet. Das zu M' proportionale Glied, das ein Hochfrequenzsignal darstellt, verschwindet ebenfalls. Unter Berücksichtigung dieser Filterung nimmt die Ausgangsspannung S des Vestärkers 18 somit folgenden Wert an:
S = K&sub1;/2RTPoηe
Der elektrische Modulator liefert für sich aus einem zu modulierenden Signal M und einem Modulationssignal C ein Signal M', das allgemein folgende Form annehmen kann:
M' = K&sub2;CM + K&sub3;M
wobei K&sub2; die Empfindlichkeit des Modulators 20 darstellt und K&sub3; mit den Einkoppelverlusten des Modulators verknüpft ist.
Wenn das das Signal M modulierende Signal C die Spannung S ist, nimmt somit das Modulationssingal M' des optischen Modulators folgenden Wert an:
M' = K&sub2;CM + K&sub3;M
=K&sub1;/2K&sub2;RTPoηeM + K&sub3;M
Damit dieses Signal M' proportional ist zu M(1-e) und insbesondere zu K&sub3;M(1-e), genügen die verschiedenen Koeffizienten der folgenden Gleichung:
Um mögliche Änderungen des Leistung Po des Lasers auszuschließen, könnte der Verstärker 18 so ausgebildet sein, daß sein Übertragungswiderstand RT umgekehrt proportional zu Po ist.
Das Signal C entspricht tatsächlich dem Signal S nach der Phasenschiebung.
Die Phasenschieberschaltung 19 ermögicht eine Aufrechterhaltung der Phasenbedingung zwischen dem dem elektrischen Modulator zugeführten Korrektursignal C und dem zu korrigierenden Signal, das heißt ein Phasenversatz von null zwischen dem Rauschsignal e in dem Signal P und dem Korrektursignal C. Der Phasenschieber bewirkt eine Phasenschiebung, die, verbunden mit einer Phasenumkehr in dem optischen Empfänger und einer Phasenverschiebung aufgrund der Schleife, eine Phasenverschiebung von 360º in der Nähe der Frequenz der Spitze des Spektrums des Relaxationsrauschens, das ein schmales Spektrum um 200 kHz im Falle eines Lasers vom Typ Glas-Erbium ist. Die Verzögerungszeit in der Schleife liegt in der Größenordnung von 150 ns, was einer Phasenverschiebung um einige zehn Grad für ein Signal mit einer Frequenz von 200 kHz entspricht. Somit liegt die durch den Phasenschieber 19 bewirkte Phasenverschiebung in der Größenordnung von 170º.
Was den elektrischen Modulator 20 betrifft, sollte dieser gegenüber dem Modulationssignal aperiodisch sein, das heißt, daß seine Wirkung auf das HF-Signal nicht von der HF-Frequenz abhängig sein darf.
Ebenso könnte man, wie bereits anhand der Fig. 3 beschrieben, in der Fig. 4 eine Subtrahierstufe anwenden, wenn der Verstärker 18 ein zu 1+e proportionales Signal liefert, das heißt ohne die Gleichspannungskomponente zu filtern und dabei nur die Frequenzen des Modulationssignals M' zu filtern.
Andererseits und in einer allgemeineren Weise ist die Wahl eines optischen Modulators mit zwei komplementären Ausgängen für die Realisierung der Erfindung nicht unerläßlich, wenngleich er es ermöglicht, gleichzeitig zum Beispiel zwei Reihen von Teilnehmern an einem optischen Übertragungsnetz per Kabel durch die gleichzeitige Verwertung dieser beiden Ausgänge zu speisen.
Die Schaltungsanordnung, die eine Versorgung des optischen Empfängers und des elektrischen Modulators ermöglicht, kann offensichtlich an einem der beiden Ausgänge indifferent ausgebildet sein.
Eine praktische Schaltung der Rückkopplungsschleife, die auf den elektrischen Modulator der Vorrichtung in Fig. 4 anspricht, ist in Fig. 5 dargestellt.
Sie besteht nacheinander aus einem optischen Empfänger + Verstärker, der das von dem optischen Koppelelement kommende optische Signal empfängt und eine Photodiode sowie einen Verstärker mit einem einstellbaren Widerstand zur Einstellung der Verstärkung der Schleife enthält, aus einem Phasenschieber mit einer Invertierschaltung, gefolgt von zwei Schaltungen mit komplementären Transistoren mit einem einstellbaren Widerstand zur Einstellung der gewünschten
Phasenverschiebung und dann aus einem elektrischen Modulator mit einem Gallium- Arsenid-FET, der als einstellbarer Widerstand dient. Das ursprüngliche Modulationssignal wird am HF-Eingang zugeführt, und der HF-Ausgang ist mit einem Eingang des optischen Modulators verbunden.

Claims

1. Optischer Emissionskopf mit einem Laser (6, 14), der ein Signal mit der mittleren Lichtleistung Po und der momentanten Leistung Po (1+e) aussendet, wobei e die dem Signal überlagerte Rauschleistung ist, bezogen auf die mittlere Leistung Po, und mit einem externen optischen Modulator (8, 15) zum Modulieren des von dem Laser aufgrund eines elektrischen Modulationssignals M gelieferten optischen Signals, dadurch gekennzeichnet, daß das dem optischen Modulator (8, 15) unmittelbar zugeführte Modulationssignal F' ein zu M(1-e) proportionales elektrisches Signal ist.

2. Optischer Emissionskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationssignal M zur Bildung des Signals M' über einen elektrischen Modulator (12, 20) geführt ist, dessem Modulationseingang ein elektrisches Signal C zugeführt ist, das aus dem optischen Signal gewonnen ist und dessen modulierte Ausgangsspannung M' proportional zu cm ist.

3. Optischer Emissionskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationssignal M zur Bildung des Signals M über einen elektrischen Modulator (12, 20) geführt ist, dessem Modulationseingang ein aus dem optischen Signal gewonnenes elektrisches Signal C zugeführt ist und dessen modulierte Ausgangsspannung M' die Form M' = K&sub2; cm + K&sub3; M hat, wobei K&sub2; und K&sub3; Konstanten sind.

4. Optischer Emissionskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal C mittels eines optischen Koppelgliedes (7) gebildet wird, das an den Ausgang des Lasers (6) angeschlossen ist, um dem optischen Empfänger (9) ein optisches Signal zu entnehmen und dieses entnommene optische Signal in ein elektrisches Signal umzusetzen, derart, daß das gewonnene Signal proportional zu Po (1+e) ist, sowie mit einem Filter zur Beseitigung der Gleichspannungskomponente in dem elektrischen Signal und mit einem Verstärker (10) mit einer zu Po umgekehrt proportionalen Verstärkung zur Verstärkung des elektrischen Signals vor oder nach der Filterung.

5. Optischer Emissionskopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal C mittels eines an den Ausgang des Lasers (6) angeschlossenen optischen Koppelelementes (7) zur Entnahme eines optischen Signals gewonnen ist, sowie mit einem optischen Empfänger (9) zum Umsetzen des entnommenen optischen Signal in ein elektrisches Signal, derart, daß das gewonnene Signal proportional zu Po (1+e) ist, und mit einem Verstärker (10) mit einer zu Po umgekehrt proportionalen Verstärkung zum Verstärken des Signals von dem optischen Empfänger (9) und mit einer Subtrahierstufe (11) zum Subtrahieren des verstärkten Signals von einem Referenzwert.

6. Optischer Emissionskopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Modulationssignal C durch ein optisches Koppelelement (16) gewonnen wird, das an den Ausgang des optischen Modulators (15) angeschlossen ist, um ein optisches Signal zu entnehmen, sowie mit einem optischen Empfänger (17) zum Umsetzen des entnommenen optischen Signals in ein elektrisches Signal, und mit einem Filter zum Extrahieren der Komponente Po (1+e) aus dem elektrischen Signal und zum Unterdrücken der Komponenten bei den Modulationsfrequenzen und mit einem Verstärker mit einer zu Po umgekehrt proportionalen Verstärkung zur Verstärkung des Signals vor oder nach der Filterung und schließlich mit einer Subtrahierstufe zum Subtrahieren dieses verstärkten und gefilterten Signals von einem Referenzwert.

7. Optischer Emissionskopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Modulationssignal C mittels eines optischen Kopplungselementes (16), das an den Ausgang des optischen Modulators (15) zur Entnahme eines optischen Signals angeschlossen ist, mittels eines optischen Empfängers (17) zum Umsetzen des entnommenen optischen Signals in ein elektrisches Signal, mittels eines Filters zum Unterdrücken der Komponenten mit den Modulationsfrequenzen in der elektrischen Signal und der Gleichspannungskomponente und mittels eines Verstärkers mit einer zu Po umgekehrt proportionalen Verstärkung zur Verstärkung des gewonnenen elektrischen Signals vor oder nach der Filterung erzeugt wird.

8. Optischer Emissionskopf nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung des Verstärkers (10) durch das Ausgangssignal eines Tiefpaßfilters (13) gesteuert wird, das parallel zum Ausgang des optischen Empfäners (9) liegt und eine derartige Grenzfrequenz hat, daß die dem Signal e entsprechenden Frequenzen des Rauschens unterdrückt werden, um eine der mittleren Leistung Po des Lasers proportionale Ausgangsspannung zu erzeugen.

9. Optischer Emissionskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Modulationssignal G mittels eines optischen Koppelelementes (16) mit einem Kopplungsfaktor K&sub1;, das an den Ausgang des optischen Modulators (15) zur Entnahme eines optischen Signals angeschlossen ist, und mittels eines optischen Empfängers (17) mit dem Wirkungsgrad h, der mit einem Verstärker (18) mit Filterung mit dem Übertragungswiderstand RT zur Umsetzung des optischen Signals von dem Koppelausgang des optischen Koppelelementes (16) in ein elektrisches Signal verbunden ist, erzeugt wird, wobei der Verstärker und das Filter so ausgebildet sind, daß die Gleichspannungskomponente und die Komponenten der Frequenzen des entnommenen Modulationssignals unterdrückt werden, um nur das Rauschsignal bei diesen Frequenzen zu erhalten, wobei das Koppelement (16), der optische Empfänger (17), der Verstärker (18) und der elektrische Modulator (20) folgende Gleichung erfüllen:

10. Optischer Emissionskopf nach den Ansprüchen 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichent, daß ein Phasenschieber (19) zwischen dem Ausgang des optischen Empfängers (9, 17) und dem Modulationseingang des elektrischen Modulators (12, 20) liegt, um eine solche Phasenschiebung zu bilden, daß die Rauschkomponenten des Modulationssignals M' und des optischen Signals am Eingang des optischen Modulators (15) entgegengesetzte Phase haben.