DE4226220A1 - Verfahren und system zur messung von elektrischen hochfrequenz- und breitbandfrequenz-signalen durch elektro-optischen effekt - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die Messung elektrischer Hochfrequenz- und Breitbandfrequenz-Signale durch elektro-optischen Effekt.

Durch die Entwicklung von Photodetektoren, photoleit­ fähigen Schaltern und anderen ultraschnellen elektri­ schen Vorrichtungen ist der Bedarf an einem Meßsystem entstanden, das elektrische Signale mit einer Auflösung in der Größenordnung von Pikosekunden kennzeichnen kann.

In der Vergangenheit wurden solche Messungen mit Sampling-Oszilloskopen mit einer auf etwa 25 Piko­ sekunden begrenzten Auflösung vorgenommen. Dann hat die Verwendung des elektro-optischen Effekts durch Einsatz einer Sampling-Technik zu bedeutenden Entwicklungen in der Kennzeichnung eines elektrischen Signals mit Auflösungen in der Größenordnung von Pikosekunden geführt. Diese neue Technik des elektro-optischen Abtastens eines elektrischen Signals, zum Beispiel durch eine Pockels-Zelle, die mit ultrakurzen Laser­ impulsen angestrahlt wird, wurde ständig verbessert, bringt aber dennoch zahlreiche Nachteile mit sich.

Meßsysteme, die auf einer zeitlichen Abtastung beruhen, erfordern eine sehr große (1,50 m) und teure Kurzimpuls-Laserquelle. Ferner muß bei Messungen von elektrischen Signalen durch ein stroboskopisches Verfahren, wie zum Beispiel in "Electronics Letters" 24, S. 266-267, 1990 von S. Loualiche, F. Clerot, G. Audibert beschrieben ist, die verwendete Laserquelle eine aktive Modenkopplung aufweisen und die erzeugten Impulse weisen daher oft eine Dauer von mehr als 30 Pikosekunden auf. Es ist daher notwendig, einen Impuls­ verdichter zu verwenden, um tatsächlich Impulslängen in der Größenordnung einer Pikosekunde zu erhalten. Diese Apparate sind jedoch schwierig einzustellen und bringen das Problem zusätzlichen Rauschens mit sich.

Außerdem erfordert die Abtastung eines elektrischen Signals durch optische Impulse bei Verwendung eines stroboskopischen Verfahrens, das die Abtastung des gesamten Profils des elektrischen Signals umfaßt, eine Schwankung in der Breite des Laserimpulses (Jitter) in der Größenordnung einer Pikosekunde. Dies ist nun aber bei den Laserquellen mit aktiver Modenkopplung nicht allgemein der Fall, bei denen die Lichtimpulsbreite im Bereich von 5 Pikosekunden liegt. Dieses Jitter erfordert bei der Messung eine Phasenstabilisierungs­ schleife, die die Komplexität des Systems vergrößert und seine Verwendung schwieriger (Einstellung) und teurer macht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist hauptsächlich die Beseitigung der obengenannten Nachteile und insbesondere die leichtere Messung hochfrequenter elektrischer Signale mit großer Bandbreite im Frequenzbereich, wobei wieder der elektro-optische Effekt verwendet wird.

Zu diesem Zweck umfaßt ein Verfahren zur Messung eines elektrischen Signals mit einer Frequenzbandbreite die folgenden Schritte:

• - Erzeugung einer ersten linear polarisierten monochromatischen Lichtwelle mit einer ersten Frequenz,
• - Amplitudenmodulation der genannten ersten Lichtwelle durch das elektrische Signal zu einer amplitudenmodulierten Lichtwelle mit zwei Frequenzseitenbändern, die für die Bandbreite des zu messenden Signals charakteristisch sind,
• - Filtern von Frequenzkomponenten der amplitudenmodulierten Lichtwelle,
• - Erzeugung einer zweiten, parallel zur ersten Lichtwelle linear polarisierten, monochromatischen Lichtwelle mit einer zweiten Frequenz, die von der ersten Frequenz wesentlich verschieden ist,
• - Kombination der ersten und zweiten Lichtwelle zu einer Kontrollwelle, deren Schwebungsfrequenz gleich der Differenz der ersten und zweiten Frequenz ist,
• - Prüfung des Unterschieds zwischen der ersten und zweiten Frequenz in der Kontrollwelle, so daß durch Einstellung einer der ersten und zweiten Frequenzen die eingestellte Frequenz sich im wesentlichen im Bereich einer der beiden Frequenzseitenbänder in bezug auf die genannte amplitudenmodulierte Lichtwelle befindet,
• - Kombination der Frequenzkomponenten der amplitudenmodulierten Welle und der zweiten Lichtwelle zu einer Meßlichtwelle, und
• - Nachweis der Meßlichtwelle in einem Frequenzbereich, der im wesentlichen der Bandbreite des elektrischen Signals gleich ist.

Die zweite polarisierte Welle dient zur kohärenten Demodulation der amplitudenmodulierten Welle, so daß das Frequenzband der Meßwelle in einem Frequenzbereich enthalten ist, der kleiner als die Träger- oder Bandmittenfrequenz des zu messenden elektrischen Signals ist. Die Kombination der Frequenzkomponenten der amplitudenmodulierten Welle und der zweiten polarisierten Welle ist äquivalent einer Frequenzumsetzung. Das derart umgesetzte Frequenzband des elektrischen Signals kann nach dem Nachweis der Meßwelle besser verarbeitet und sichtbar gemacht werden. Für die Frequenzumsetzung wird die Erzeugung einer der ersten und zweiten monochromatischen Lichtwellen durch eine Laserquelle mit einstellbarer Emmissionsfrequenz erhalten, so daß der Frequenzunter­ schied der beiden monochromatischen Wellen, der in der Meßwelle geprüft wird, den Frequenzen des elektrischen Signals so nahe wie möglich ist. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Messung der Phasen- und Frequenzeigenschaften des elektrischen Signals in einem Frequenzbereich, der deutlich niedriger als das wirkliche Frequenzband des Signals ist.

Erfindungsgemäß sieht ein System zur Messung eines elektrischen Signals mit einer Frequenzbandbreite vor:

• - erste Mittel zur Erzeugung einer ersten monochromatischen Lichtwelle einer ersten Frequenz,
• - erste Polarisiermittel zur linearen Polarisierung der ersten Lichtwelle nacheinander in eine erste und eine zweite linear polarisierte Lichtwelle mit unterschiedlichen Polarisationen,
• - Mittel zur Amplituden-Modulation der zweiten polarisierten Lichtwelle durch das elektrische Signal zu einer amplitudenmodulierten Lichtwelle,
• - Filtermittel mit abstimmbarer Frequenz, welche die modulierte Lichtwelle in verschiedene Lichtfrequenz­ komponenten filtern, die innerhalb der Frequenzband­ breite des elektrischen Signals liegen,
• - zweite Mittel zur Erzeugung einer zweiten monochromatischen Lichtwelle mit einer zweiten Frequenz, die von der ersten Frequenz wesentlich verschieden ist,
• - zweite Polarisierungsmittel zur Linearpolarisierung der zweiten monochromatischen Welle nacheinander in dritte und vierte linear polarisierte Lichtwellen mit verschiedener Polarisierung, die parallel zu den Polarisierungen der ersten und zweiten polarisierten Lichtwelle sind,
• - erste Kombinationsmittel zur Kombination der ersten und dritten polarisierten Lichtwellen zu einer Kontrollichtwelle, wenn die ersten und zweiten Polarisationsmittel gleichzeitig die ersten und zweiten Lichtwellen in die ersten und dritten Lichtwellen polarisieren,
• - Mittel zur Analyse der Kontrollichtwelle, wobei ein Frequenzunterschied zwischen den ersten und zweiten Frequenzen der ersten und zweiten monochromatischen Lichtwelle gewonnen wird,
• - zweite Kombinationsmittel zur Kombination der Lichtfrequenzkomponenten und der vierten polarisierten Welle zu einer Meßlichtwelle, wenn die ersten und zweiten Polarisierungsmittel gleichzeitig die erste und zweite Lichtwelle in die zweiten und vierten polarisierten Lichtwellen polarisieren, und
• - Mittel für den Nachweis der Meßlichtwelle, wodurch die Phasen- und Frequenzeigenschaften des elektrischen Signals in einem Frequenzbereich analysiert werden, der im wesentlichen der Bandbreite des elektrischen Signals gleich ist.

Vorzugsweise weisen die ersten Polarisierungsmittel eine erste axial drehbare Halbwellenplatte und einen ersten Polarisierer auf, die längs einer Ausbreitungsachse der ersten Lichtwelle zwischen den ersten Mitteln zur Erzeugung und sowohl den ersten Kombinationsmitteln wie auch Amplitudenmoduliermitteln nacheinander angeordnet sind, wobei die zweiten Polarisiermittel eine zweite axial drehbare Halbwellenplatte und einen zweiten Polarisierer aufweisen, die längs einer Ausbreitungsachse der zweiten Lichtwelle zwischen den zweiten Mitteln zur Erzeugung und sowohl den ersten und zweiten Kombinationsmitteln nacheinander angeordnet sind. Während der Prüfung einer polarisierten Wellenfrequenz werden die erste und die zweite Halbwellenplatte in eine erste Position gedreht, wodurch die erste und dritte polarisierte Lichtwelle durch den ersten und zweiten Polarisator jeweils zu den ersten Kombinationsmitteln gleichzeitig übertragen werden.

Während der folgenden Erfassung eines Frequenzspektrums werden die ersten und zweiten Platten in eine zweite Position gedreht, wodurch die zweiten und vierten polarisierten Lichtwellen durch den ersten und den zweiten Polarisator zu den Amplitudenmoduliermitteln und den zweiten Kombinationsmitteln jeweils gleichzeitig übertragen werden.

Eine genauere Beschreibung weiterer Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung folgt in der Beschreibung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, von welchen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Messung eines elektrischen Signals unter Verwendung der elektro-optischen Sampling-Technik nach dem Stand der Technik zeigt;

Fig. 2 ein Meßsystem zur Frequenzanalyse eines elektrischen Signals zeigt;

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes System zur Messung eines elektrischen Signals durch elektro-optischen Effekt zeigt;

Fig. 4 eine Frequenzdarstellung zur Erklärung des erfindungsgemäßen Meßprinzips ist;

Fig. 5 eine optische Vorrichtung zeigt, die im erfindungsgemäßen Meßsystem enthalten ist; und

Fig. 6 ein Phasendiagramm ist.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt eine Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zur Messung eines elektrischen Signals durch elektro-optische Sampling-Technik im wesentlichen gemäß US-PS-46 48 819 vom 21. 10. 1986 und gemäß der veröffentlichten internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer WO 83/02 829 vom 18. 8. 1983 eine Laserquelle 10, eine Pockels-Zelle, genannt elektro-optische Sampling-Zelle 11, einen Lichtzerhacker 12, eine gesteuerte optische Verzögerungsleitung 13, einen Polarisator 15, einen Kompensator in der Art einer Viertelwellen-Platte 16, einen Differentialdetektor 17 und eine Signal-Anzeigevorrichtung 18. Die Laserquelle mit Modenkopplung 10 erzeugt ein Bündel von Lichtimpulsen, beispielsweise von 120 Femtosekunden (fs) Dauer und 100 MHz Rate, das durch eine geometrische Anordnung von Spiegeln 19 in zwei getrennte Lichtbündel auf zwei entsprechenden Fortpflanzungsachsen getrennt wird.

Ein erstes Lichtbündel wird über den Lichtzerhacker 12 und die optische Verzögerungsleitung 13 zu einem Triggereingang ED einer Quelle 14 geleitet, die das zu prüfende und zu messende elektrische Signal V erzeugt. Aufgrund der hohen Pegel der Lichtimpulse wird die Quelle 14 von diesen getriggert und gibt das zu messende elektrische Signal V zu einer Elektrode 110 in Form eines Metallbandes, das auf einer Fläche der Pockels-Zelle 11 befestigt ist, deren andere Fläche metallisiert und auf eine Bezugsspannung gebracht ist. Das Signal V erzeugt in der Pockels-Zelle 11 ein elektrisches Feld senkrecht zur Elektrode 110.

Ein zweites Lichtbündel wird über den Polarisator 15 zu einer zweiten, orthogonal zu den metallisierten Flächen liegenden Fläche der Pockels-Zelle 11 geleitet und tastet synchron das unbekannte elektrische Feld ab, das sich in der Zelle 11 ausbreitet. Durch den Pockels- Effekt, der eine Veränderung der Kristallbrechungs­ koeffizienten der Zelle 11 umfaßt, werden die Lichtimpulse des zweiten Lichtbündels durch das elektrische Feld, das sich im Kristall ausbreitet, moduliert. Dies führt zu einem Abtasten des elektrischen Feldes, wobei das zweite Bündel aus Impulsen besteht. Das durch das Abtasten erhaltene modulierte Lichtbündel geht durch den optischen Kompensator 16 und wird zu einer Fläche eines Analysators 171 im Differentialdetektor 17 geleitet, der außerdem zwei Foto-Detektoren 172a und 172b und einen Differentialverstärker 173 beinhaltet. Der Kompensator 16 ermöglicht auf eine Art, die von den mit dem Pockels-Effekt arbeitenden Modulationsvorrichtung bekannt ist, die Linearisierung des Modulationsgangs der Zelle 11.

Der Analysator 171 trennt die beiden um 90° phasenverschobenen Komponenten des polarisierten, modulierten Lichtbündels. Diese orthogonalen Lichtkomponenten werden in den beiden Detektoren 172a und 172b in zwei Ströme umgewandelt, die für die Intensität der Komponenten repräsentativ sind und den jeweiligen Eingängen des Differentialverstärkers 173 zugeleitet werden.

Diese Differentialvorrichtung hat den Vorteil, meßempfindlicher wie auch weniger empfindlich gegenüber den Laserschwankungen zu sein.

Ein Differentialsignal am Ausgang des Differentialverstärkers 173 wird zu einem Eingang der Signal-Anzeigevorrichtung 18 geleitet, die einen Signal-Mittelwertbildner 181 und ein Anzeige-Oszilloskop 182 umfaßt. Der Mittelwertbildner 181 glättet das Differentialsignal, das in der Folge zu einem Eingang des Oszilloskops 182 geleitet wird, um auf einer optischen Anzeige-Einheit des Oszilloskops sichtbar gemacht zu werden.

In einer derartigen Meßvorrichtung erfolgt die "Wiederherstellung" des zu messenden Signals durch Steuerung der gesteuerten optischen Verzögerungsleitung 13. Es ist in der Tat möglich, durch Einführung einer variablen Verzögerungszeit in die Fortpflanzung der Impulse des ersten Lichtbündels, das die Quelle 14 triggert, das gesamte Profil des zu messenden elektrischen Signals V abzutasten, danach sichtbar zu machen, hier durch das Oszilloskop 182, mit einem Zeitäquivalent auf der Abszisse, das der Zunahme der durch die optische Verzögerungsleitung 13 eingeleiteten Verzögerung proportional ist, und mit der Amplitude des geglätteten Signals auf der Ordinate.

Die Anwendungen der elektro-optischen Sampling-Technik sind nicht auf die Messung eines elektrischen Signals begrenzt und eine nicht vollständige Liste der Anwendungen umfaßt zum Beispiel:

• - die Kennzeichnung der elektrischen Eigenschaften elektronischer Vorrichtungen,
• - die Kennzeichnung der Übertragungseigenschaften in Verbindern und Kabeln,
• - die Messung dielektrischer Konstanten.

Andere Ausführungsformen der Vorrichtung zur Messung eines elektrischen Signals unter Verwendung der elektro-optischen Sampling-Technik bestehen nach dem Stand der Technik aus jenen, die zum Beispiel auf Seite 427 im Buch von Amnon Yarin mit dem Titel "Introduction to Optical Electronics", herausgegeben von HOLT, REINHART & WINSTON, NEW YORK, 1976, beschrieben sind. Alle diese Meßvorrichtungen basieren auf dieser Sampling-Technik und sind in ihrer Verwendung durch die in der Einleitung der Beschreibung angeführten Nachteile begrenzt.

Die vorliegende Erfindung beruht nicht auf der elektro-optischen Sampling-Technik, sondern auf einer Technik der Frequenzspektralanalyse, die in einem Meßsystem gemäß der US-Patentschrift 5.041.778 verwendet wird. Eine Ausführungsform dieses Meßsystems ist in Fig. 2 dargestellt. Es umfaßt im wesentlichen eine Laserquelle 21, einen elektro-optischen Modulator 22 und eine Spektroskopievorrichtung 23. Die Laserquelle 21 ist monochromatisch mit kontinuierlicher und nicht impulsartiger Emission und mit einer sehr geringen Spektrallinienbreite. Die Laserquelle 21 ist zum Beispiel von der Helium-Neon (He-Ne)-Art.

Der elektro-optische Modulator 22 ist eine Pockels-Zelle, die einen Polarisator 221, einen Kompensator 222, einen Kristall mit elektro-optischer Eigenschaft 223 und einen Polarisator-Analysator 224 umfaßt. Der Polarisator 221 besteht zum Beispiel aus Glanschen oder Nicolschen Prismen. Er empfängt die Lichtwelle aus der Laserquelle 21 und liefert eine linear polarisierte Lichtwelle. Diese polarisierte Lichtwelle wird über den Kompensator 222 zu einer ersten Seite des Kristalls 223 geleitet. Der Kompensator 222 ist ein Viertelwellen-Typ und dient zur Einführung einer Phasenverzögerung von π/2 in die polarisierte Lichtwelle, um den Modulator 22 in einem linearen Teil seines Frequenzganges zu polarisieren.

Der elektro-optische Kristall 223, der zum Beispiel aus einem ADP ((NH₄) H₂ PO₄)-Kristall besteht, umfaßt an zwei Flächen, die senkrecht zur Fläche liegen, die die polarisierte Lichtwelle empfängt, zwei Leitungsbänder, an die ein zu messendes elektrisches Signal V angelegt wird. Das elektrische Signal V erzeugt in dem Kristall 223 ein elektrisches Feld E, das zur Fortpflanzungs­ richtung der polarisierten Lichtwelle senkrecht liegt. Die polarisierte Lichtwelle wird zu einer amplitudenmodulierten Lichtwelle als Funktion des elektrischen Signals V amplitudenmoduliert, und vom Kristall 223 an eine Fläche des Polarisator-Analysators 224 angelegt, der eine amplitudenmodulierte Lichtwelle L_A erzeugt, die in bezug auf jene der vom Polarisator 221 ausgegebenen Lichtwelle quer polarisiert ist. Wenn die Intensität der amplitudenmodulierten Lichtwelle L_A, die vom Polarisator-Analysator 224 ausgeht, mit IL_a bezeichnet wird, so wird die Modulation wie folgt dargestellt, nachdem der Polarisator 221 geeignet in bezug auf den Kristall 223 ausgerichtet ist:

IL_A = (IL₀/2)·(1 + sin (π·V/V_πt)

wobei IL₀ die maximale Intensität der einfallenden, von der Laserquelle 21 erzeugten Lichtwelle ist und V_π eine Konstante ist, die von den Eigenschaften des elektro- optischen Kristalls 223 und der Wellenlänge der einfallenden Lichtwelle abhängt.

Die modulierte Lichtwelle L_A wird zur Spektroskopie­ vorrichtung 23 geleitet, die ein Fabry-Perot Sweep- Interferometer 231, einen Photodioden-Lichtdetektor 232 und ein Oszilloskop 233 aufweist. Die modulierte Lichtwelle wird in einen abstimmbaren Hohlraumresonator des Interferometers 231 eingeleitet, der auf Befehl eines niederfrequenten Sägezahnsignals, das von einem Kippgenerator erzeugt wird, nacheinander auf verschiedene Frequenzen eines zu untersuchenden Frequenzbereichs abgestimmt wird. Der Hohlraumresonator gibt entsprechende frequentielle Lichtkomponenten aus, die von einer Photodiode des Lichtdetektors 232 empfangen werden. Aus einem Strom, der von der Photodiode abgegeben wird, erzeugt der Detektor 232 ein Intensitätssignal, das den Intensitäten der verschiedenen Frequenzkomponenten des zu messenden Signals V proportional ist. Das Sägezahnsignal und das Intensitätssignal werden zu den Eingängen des Oszilloskops 233 geleitet, um das Frequenzspektrum auf dem Bildschirm des Oszilloskops 233 sichtbar zu machen. Das erhaltene Spektrum ist das Spektrum der modulierten Lichtwelle L_A mit zwei Modulationsseitenbändern, die auf der einen und anderen Seite der "Laserlinie" der Laserquelle 21 liegen. Aus dem Spektrum der modulierten Lichtwelle L_A und der Emissionsfrequenz der Laserquelle 21 wird das Spektrum des zu messenden Signals V abgeleitet.

Mit einer derartigen Vorrichtung 2 können dennoch nur zwei Informationen des zu messenden Signals V erhalten werden: die Frequenz(en) und die entsprechende(n) Amplitude(n). Die Information über die Phase des Signals V kann nicht abgeleitet werden.

Auf diesem sehr allgemeinen Prinzip beruhend, versucht die vorliegende Erfindung diese Phaseninformation zu erhalten, wie dies bei Vorrichtungen für Sampling-Techniken, die zu Beginn der Beschreibung erklärt wurden, erfolgt.

Mit Bezugnahme auf Fig. 3 umfaßt ein erfindungsgemäßes System zur Messung eines elektrischen Signals durch elektro-optischen Effekt eine Modulationsvorrichtung DM, eine Demodulationsvorrichtung DD und eine Prüfvorrichtung DC.

Die Modulationsvorrichtung DM, die einer der Varianten des in der amerikanischen Patentschrift 50 41 778 beschriebenen Meßsystems ungefähr ähnelt, umfaßt der Reihe nach, in Vorwärtsrichtung einer Lichtwelle, die von einer ersten Laserquelle 30 ausgestrahlt wird, ein erstes direktives Lambda-Halbe-Blättchen 31, einen ersten optischen Polarisator 32, einen zweiten optischen Polarisator 33, ein Paar von Polarisierungs­ platten 34, ein kristallines, elektro-optisches Substrat 35 und einen Satz von Spiegeln 37a, 37b und 37c. Die Demodulationsvorrichtung DD umfaßt eine zweite Laserquelle 40, ein zweites direktives Lambda- Halbe-Blättchen 41, einen optischen Polarisator 41, einen optischen Isolator 43, eine Halbwellenpolarisator­ platte 44, einen Bündeltrennkubus 45, einen langsamen Photodioden- oder Photodetektor 46, ein Oszilloskop 47 und ein Interferometer 48. Die optische Prüfvorrichtung DC umfaßt schließlich einen Bündeltrennkubus 50, einen schnellen Fotodioden-Fotodetektor 51, einen Spektralanalysator 52 und einen Spiegel 53a.

Die Spiegel 37a, 37b und 37c der Modulationsvorrichtung DM, der Isolator 43 der Demodulationsvorrichtung DD und der Spiegel 53a der Prüfvorrichtung DC beeinflussen nicht die eigentliche Messung des Signals und dienen nur dazu, die Lichtwellen zweckdienlich zu lenken, um das Meßsystem kompakter zu machen. In der folgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems, wird daher von den Veränderungen in der Ausrichtung der Fortpflanzungsachsen der verschiedenen Lichtwellen abgesehen, die sich aus der Reflexion an einem der Spiegel 37a, 37b, 37c oder 53a ergeben. Mit Bezugnahme auf die Fig. 3, 4, 5 und 6 wird nun die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Meßsystems beschrieben, wobei die verschiedenen Schritte angegeben werden, die das erfindungsgemäße Meßverfahren bilden.

Die erste Laserquelle 30 in der Modulationsvorrichtung DM ist monochromatisch mit kontinuierlicher Emission und mit einer sehr geringen Linienbreite. Es handelt sich zum Beispiel um eine gasförmige, Helium-Neon (He-Ne)-artige frequenzstabilisierte Laserquelle, die eine erste monochromatische Lichtwelle L1 mit einer Wellenlänge λ₁ entsprechend der Frequenz ν₁ von einigen Hundert Terahertz und mit einer sehr geringen Linien­ breite Δν₁, üblicherweise unter 10 kHz ausstrahlt.

Mit Bezugnahme auf Fig. 5 wird nun die Aufgabe der optischen Kombination aus erster Halbwellenplatte 31 und erstem Polarisator 32 der Modulationsvorrichtung DM näher beschrieben.

Der Polarisator 32 weist zum Beispiel die Form von Nicolschen Prismen auf und wird hier als Analysator verwendet. Die Lichtwelle L1, die von der ersten Laserquelle 30 ausgestrahlt wird, die in Fig. 5 schematisch in Zirkularpolarisierung dargestellt ist, wird auf einer Fortpflanzungsachse senkrecht zu einer 310 der Flächen des Halbwellenblättchens 31 (λ₁/2) geleitet. Das Blättchen 31 bewirkt eine Phasenverzögerung zwischen den beiden orthogonalen Komponenten der ausgestrahlten Lichtwelle L1. Diese Phasenverzögerung wird in einer für die optischen Kompensatoren im allgemeinen bekannten Art und Weise durch die Unterschiede im Brechungskoeffizienten auf den vorbestimmten Achsen x und y, die senkrecht zur Fortpflanzungsachse liegen, erzeugt. Das Blättchen 31 wandelt somit die Lichtwelle L1, die von der ersten Laserquelle 30 erzeugt wird, in eine linear polarisierte Welle L1_p um. Genauer wird durch Axialdrehung des Halbwellenblättchens 31 in bezug auf die Fortpflanzungsachse der Lichtwelle L1, um letztere in eine von zwei vorbestimmte Position zu bewegen, die Lichtwelle, die von dem Blättchen 31 ausgeht, entsprechend einer der beiden senkrechten Ebenen polarisiert. Der Polarisator 32 empfängt die polarisierte Lichtwelle L1_p auf einer ersten Fläche 320 und reflektiert oder überträgt diese Lichtwelle, je nachdem ob ihre Polarisationsebene, die durch eine der beiden Positionen des Halbwellenblättchens 31 bestimmt wird, einer ordentlichen Welle oder einer außerordentlichen Welle entspricht, die sich aus den Doppelbrechungseigenschaften im Polarisator 32 ergibt.

Mit neuerlicher Bezugnahme auf Fig. 3 wird die von dem Blättchen 31 ausgehende, polarisierte Lichtwelle L1_p, abhängig von den beiden vorbestimmten Positionen des Halbwellenblättchens 31, entweder durch den Polarisator 32 zu dem Trennkubus 50 der Prüfvorrichtung DC als reflektierte Welle L1_r reflektiert oder durch den Polarisator 32 zu dem zweiten Polarisator 33 der Modulationsvorrichtung DM als übertragene Welle L1_t übertragen. Ein Operator stellt das Halbwellenblättchen 31 in die beiden vorbestimmten Positionen, damit die polarisierte Welle L1_p vollständig für eine Meßprüfung, wie oben beschrieben, reflektiert oder für eine Messung des Signals V vollständig übertragen wird. Die Prüfvorrichtung DC, welche die reflektierte Lichtwelle L1_r empfängt, wird nachfolgend nach der untenstehenden Beschreibung der Modulations- und Demodulationsvorrichtung, DM bzw. DD, genauer beschrieben.

Die übertragene Lichtwelle L1_t wird senkrecht auf eine erste Fläche 330 des zweiten Polarisators 33 gegeben. Da die Hauptschnittflächen der Polarisatoren 32 und 33 parallel sind, ist die von einer zweiten Fläche 331 des Polarisators 33 ausgehende Lichtwelle mit der über­ tragenen Lichtwelle L1_t identisch. Diese übertragene Lichtwelle L1_t wird zu den beiden Polarisations­ blättchen 34 gelenkt. Die beiden Polarisationsblättchen 34 umfassen ein Lambda-Halbe-Blättchen (λ₁,/2) und ein Lambda-Viertel-Blättchen 432 (λ₁/4), die parallel angeordnet sind, und für eine optimale Modulation ein Phasenverzögerung Γ₀ zwischen den beiden Komponenten der übertragenen Welle L1_t bewirken. Die übertragene Welle L1_t wird senkrecht auf die Flächen der beiden Blättchen 34 gegeben, wo eine Modulationslichtwelle L1_m erzeugt wird. Die Phasenverschiebung Γ₀ dient zur Vorpolarisierung der Modulationslichtwelle L1_m, die das zu messende Hochfrequenz-Signal V im linearen Wiedergabebereich des kristallinen Substrats 35 moduliert.

Die Modulationslichtwelle L1_m wird zu einem Punkt in der Nähe eines Bandleiters 36 gelenkt, der sich an einer Oberseite 350 des Substrats 35 befindet. Das zu messende elektrische Signal V wird zwischen das Band 36 und eine Unterseite 351 des Substrats geleitet, die metallisiert und auf eine Bezugsspannung gebracht ist. Das elektrische Signal V erzeugt in dem Kristall ein elektrisches Feld , das die Brechungskoeffizienten des Substrats 35 verändert. Die Modulationswelle L1_m pflanzt sich im Substrat 35 bis zur unteren Fläche 351 fort, wo sie zu der oberen Fläche 350 reflektiert wird. Die vom Substrat 35 von der oberen Fläche 350 ausgehende Lichtwelle wird somit durch den Pockels-Effekt optimal phasenmoduliert und formt die Welle L1_Φ. Die PhasenverzögerungΔΦ, die die Modulationslichtwelle L1_m erfährt, um die Welle L1_Φ zu formen, wird durch folgende Gleichung ausgedrückt:

ΔΦ=πV/V_π,

wobei V_π, ein von den Eigenschaften des Substrats 35 und der Wellenlänge λ₁ der Lichtwelle L1, die von der ersten Laserquelle 30 ausgestrahlt wird, abhängiger Parameter ist.

Die reflektierte, phasenmodulierte Lichtwelle L1_Φ breitet sich in einer der Vorwärtsrichtung der Modulationslichtwelle L1_m entgegengesetzten Rückwärtsrichtung aus und wird über die beiden Polarisationsblättchen 34 auf die zur zweiten Fläche 331 des zweiten Polarisators 331 gegeben. Die Polarisationsdrehung, die durch das elektrische Feld in die Modulationslichtwelle L1_m induziert wird, bewirkt, daß die Lichtwelle L1_Φ zwei um 90° phasenverschobene Komponenten umfaßt. Die phasenmodulierte Lichtwelle L1_Φ wird durch die beiden Blättchen 34 und den Polarisator 33 zu einer amplitudenmodulierten Lichtwelle L1_a "umgewandelt". Genau auf der Höhe der diagonalen Schnittebene im zweiten Polarisator 33, der in Form von Nicolschen Prismen ausgeführt ist, wird eine erste reflektierte amplitudenmodulierte Komponente L1_a über eine feststehende, halbdurchlässige Wand 480 in einen abstimmbaren optischen Hohlraumresonator 482 des Interferometers 48 der Demodulationsvorrichtung DM eingeführt, während eine zweite Komponente ohne Veränderung der Fortpflanzungsachse übertragen wird. Mit Bezugnahme auf Fig. 4 hat die Lichtkomponente L1_a, die von dem zweiten Polarisator 33 reflektiert wird, ein Spektrum, das eine Spektrallinie mit der Frequenz ν₁, die der Frequenz der von der ersten Laserquelle 30 ausgestrahlten Lichtwelle entspricht, und zwei Seitenbänder BI und BS aufweist, die durch die Amplitudenmodulation induziert werden, wobei beide Seitenbänder BI und BS innerhalb jeweiliger Frequenzverschiebungen das Frequenzspektrum des zu messenden elektrischen Signals V darstellen.

Mit neuerlicher Bezugnahme auf Fig. 3 ist eine zweite halbdurchlässige Wand 481 des Interferometers 48 mit einer piezoelektrischen Steuervorrichtung versehen und ist in bezug auf die feststehende Wand 480 beweglich. Unter Steuerung eines periodischen elektrischen Signals, das eine Verschiebung der beweglichen Wand 481 bewirkt, kann der optische Hohlraumresonator 482 nacheinander bei jeder Periode des periodischen Signals auf verschiedene Frequenzen eines zu untersuchenden Frequenzbereichs abgestimmt werden und kann folglich über die bewegliche Wand 481 frequentielle Lichtkomponenten CF ausgeben, die der Lichtwelle L1_a entsprechen. Die verschiedenen Spektralkomponenten CF mit entsprechenden Frequenzen des zu untersuchenden Frequenzbereichs werden der Reihe nach unter Steuerung des elektrischen Signals zur Verschiebung der beweglichen Wand 481, über diese bewegliche Wand auf eine erste Fläche 450 des Trennwürfels 45 gelenkt, der hier zur Kombination von zwei Lichtbündeln verwendet wird.

Die zweite Laserquelle 40 strahlt kontinuierlich eine zweite monochromatische kohärente Lichtwelle L2 mit einer Wellenlänge λ₂ aus, entsprechend einer Spektral­ linienfrequenz ν₂ mit einer Breite von Δν₂, die gleichfalls geringer als 10 KHz ist. Die Welle L2 kreuzt das zweite direktive Lambda-Halbe-Blättchen 41 (λ₂/2), danach den Polarisator 42, der als Analysator verwendet wird. Wie bei der Beschreibung der Modulationsvorrichtung DM mit Bezugnahme auf Fig. 5 angezeigt wurde, haben das zweite Halbwellenblättchen 41 und der Polarisator 42 in der Demodulationsvorrichtung DD Aufgaben, die exakt mit jenen des Blättchens 31 und des Polarisators 32 in der Modulationsvorrichtung DM identisch sind. Somit wird durch die aufeinanderfolgende Axialdrehung des Halbwellenblättchens 41 in zwei vorbestimmte Positionen eine polarisierte Welle L2_p, die von dem Halbwellenblättchen 41 ausgegeben wird, vollständig von dem Polarisator 42 zu einer reflektierten Welle L2_r reflektiert, die auf eine zweite Fläche 501 des Trennwürfels 50 in der Prüfvorrichtung DC gegeben wird und danach vollständig als eine Welle L2_t an das Lambda-Halbe-Polarisationsblättchen 44, das parallel zu einer zweiten Fläche 451 des Trennwürfels 45 der Demodulationsvorrichtung DD angeordnet ist, übertragen wird. Die beiden Polarisatoren 32 und 42, die als Analysatoren verwendet werden, tragen vorzugsweise eine dielektrische Antireflexschicht auf jeder ihrer jeweiligen Flächen, um Wechselwirkungen der Lichtwellen im Inneren des Systems zu vermeiden, die die Qualität der Messungen des Systems beeinträchtigen können.

Es werden nun die beiden grundlegenden Hauptschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, wenn die beiden direktiven Lambda-Halbe-Blättchen-Leitlinien 31 und 41 der Modulationsvorrichtung DM beziehungsweise der Demodulationsvorrichtung DD so ausgerichtet sind, daß die polarisierten Wellen L1_p und L2_p vollständig übertragen beziehungsweise vollständig reflektiert werden.

Der erste Schritt, der sogenannte Prüfschritt, enthält die Reflexion der beiden polarisierten Wellen L1_p und L2_p. Die reflektierten Wellen L1_r und L2_r sind in Fig. 3 durch unterbrochene Linien dargestellt und werden zu zwei zueinander senkrechten Flächen 500 und 501 des Trennwürfels 50 in der Steuervorrichtung DC geleitet. Die reflektierte Welle L2_r wird durch die semireflektierende Diagonalebene im Trennwürfel 50, der als Bündelkombinationskubus verwendet wird, reflektiert, um mit der reflektierten Welle L1_r zu einer Kontrollwelle OC kombiniert zu werden, wobei die reflektierenden Wellen L1_r und L2_r die Halbwellen­ blättchen 31 und 41 und Polarisatoren 32 und 42 parallel polarisiert sind. Die Kontrollwelle OC besitzt eine Schwebungsfrequenz ν₁-ν₂, die gleich der Differenz der Emissionsfrequenzen der ersten und zweiten Laserquelle 30 und 40 ist. Diese Kontrollwelle OC wird zu einer Photodiode 511 im Schnellnachweis-Photodetektor 51 gegeben, um ein elektrisches Signal IC zu erzeugen, das für die Kontrollwelle OC charakteristisch ist. Das elektrische Signal IC wird zu einem Eingang des Spektralanalysator 52 geleitet. In dem Spektralanalysator 52 befinden sich Mittel zum Abtasten eines Frequenzbereichs. Der Spektralanalysator 50 ermöglicht die Anzeige einer "Spektrallinie" mit einer Frequenz, die gleich der Differenz der Emissionsfrequenzen der ersten und zweiten Laserquelle 30 und 40 ist.

In einem zweiten Schritt, dem sogenannten Meßschritt, innerhalb dessen polarisierten Wellen vollständig übertragen werden, sind die Lichtbündel in Fig. 3 in einer durchgehenden Linie dargestellt. Die Frequenzkomponenten CF des zu messenden Signals V, die durch Amplitudenmodulation in den Frequenzbereich verschoben sind, werden zu der ersten Fläche 450 des Trennwürfels 45 geleitet, während die zweite Fläche 451 dieses Würfels, die senkrecht zur Fläche 450 liegt, eine Demodulationslichtwelle L2_d empfängt, die von der übertragenen Lichtwelle L2_t abgeleitet ist, die zum Lambda-Halbe-Polarisationsblättchen 44 geleitet wird. Das direktive Lambda-Halbe-Blättchen 44, das die übertragene Welle L2_t zur Erzeugung der Demodulationswelle L2_d empfängt, wird durch Axialdrehung so ausgerichtet, daß die in dem Trennwürfel 45 reflektierte Demodulationswelle L2_d parallel zu den verschiedenen "gefilterten" Frequenzkomponenten CF polarisiert wird. Die Demodulationswelle L2_d wird durch die semireflektierende Diagonalebene im Trennwürfel 45 reflektiert, um periodisch mit einer der Frequenzkomponenten CF, die vom Interferometer 48 kommen, kombiniert zu werden.

Wie in dem Phasendiagramm von Fig. 6 schematisch dargestellt ist, erzeugt die optische Kombination einer Frequenzkomponente CF mit einer Frequenz f mit der Demodulationslichtwelle L2_d mit der Emissionsfrequenz ν₂ von der Laserquelle 20 eine Meßlichtwelle OM mit der Frequenz ΔF= |ν₂-f|. Eine Information über die Phase der Frequenzkomponente CF in bezug auf die Phase der Demodulationswelle L2_d wird gleichfalls erhalten. Die Ermittlung dieser Information über diese Frequenz F und Phase ist genau die Aufgabe des langsamen Diodenphotodetektors 46 und des Oszilloskops 47. Die Meßwelle OM, die vom Trennwürfel 45 ausgeht, wird zu einer Photodiode 461 des Photodetektors 46 gegeben, die als Reaktion ein elektrisches Signal IM erzeugt, das für die Frequenz und die Phase der Meßwelle OM charakteristisch ist. Das elektrische Signal IM wird zum Oszilloskop 47 gegeben, um dort angezeigt zu werden. Auf diese Weise stellt ein Operator, der eine Messung mit dem erfindungsgemäßen System ausführt, den Wert des elektrischen Signals ein, das die Beweglichkeit der beweglichen Wand 481 des Interferometers 48 steuert, um eine Frequenzkomponente CF zu "filtern" und die Phase und Frequenz dieser Frequenzkomponente in bezug auf jene der Demodulationswelle L2_d auf dem Bildschirm des Oszilloskops 47 sichtbar zu machen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Trennwürfel 45 durch einen Glasfaserkoppler ersetzt werden.

Die Frequenz-Darstellung, die dem in Fig. 6 gezeigten Phasendiagramm entspricht, ist in Fig. 4 dargestellt.

Mit Bezugnahme auf Fig. 4, in der die Frequenzlinie ν₂ der zweiten Laserquelle 40 absichtlich im wesentlichen über dem Spektrum der ersten amplitudenmodulierten Komponente L1_a liegt, wird das erfindungsgemäße Meßprinzip erklärt. Während des Prüfschrittes wird die Emissionsfrequenz ν₂ in der zweiten Laserquelle 40 eingestellt, damit sie im wesentlichen gleich einer der Grenzen der Frequenz-Seitenbänder BI und BS der ersten amplitudenmodulierten Komponente L1_a ist. Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die Frequenz ν₂ wesentlichen gleich der Untergrenze des oberen Seitenbandes BS der amplitudenmodulierten Komponente L1_a. Danach wird im Meßschritt die Demodulationswelle L2_d im Trennwürfel 45 mit kleinen schwachen Frequenzsprüngen ΔF = ν_2-f zwischen den beiden Wellen durchgeführt, wodurch die Verwendung eines langsamen Photodetektors gerechtfertigt ist und genaue Messungen, vor allem hinsichtlich der Phaseninformation, ermöglicht werden.

So können die Frequenz, die Amplitude und die Phase jeder Komponente CF in bezug auf die Demodulationswelle L2_d ermittelt werden.

Die Frequenz einer Frequenzkomponente CF ergibt sich durch Addition der Frequenz F = ν₂-ν₁ der Kontrollwelle OC und der Frequenz ΔF des Signals IM, das auf dem Oszilloskop 47 angezeigt wird. Unter diesen Bedingungen zeigt sich, daß für ein zu messendes elektrisches Signal V mit Frequenzkomponenten, die zwischen F und F + ΔF in der Größenordnung von einigen zehn Gigahertz enthalten sind, seine nützliche Bandbreite ΔF, in der Größenordnung von zehn Megahertz, im Oszilloskop 47 nach einer Transposition in einen Frequenzbereich, der deutlich unter Gigahertz liegt, analysiert werden kann.

Beschrieben wurde ein System mit zwei Laserquellen (30, 40). Eine erste Laserquelle (30) strahlt ein erstes Lichtbündel (L1) aus, das durch ein zu messendes elektrisches Signal (V) amplitudenmoduliert wird, das durch Frequenzen nahe Gigahertz gekennzeichnet ist. Eine zweite Laserquelle (40) strahlt ein zweites Lichtbündel aus, das mit dem modulierten Lichtbündel kombiniert wird, um eine Meßwelle zu erzeugen, die das zu messende Signal kennzeichnet. Die Überlagerung (ν₁n₂) zwischen den beiden Frequenzen der beiden Laserquellen (30, 40) wird gesteuert, um die Meßwelle in einen Frequenzbereich weit unter Gigahertz zu transponieren.

Claims (9)

1. Verfahren zur Messung eines elektrischen Signals (V) mit einer Frequenzbandbreite, bei dem

• - eine erste linear polarisierte monochromatische Lichtwelle (L1_p) mit einer ersten Frequenz (ν₁) erzeugt wird,
• - die erste Lichtwelle durch das elektrische Signal (V) zu einer amplitudenmodulierten Lichtwelle (L1_a) mit zwei Frequenzseitenbändern (BI, BS), die für das Frequenzspektrum (ΔF) des zu messenden Signals (V) repräsentativ sind, amplitudenmoduliert wird,
• - Frequenzkomponenten (CF) der amplitudenmodulier­ ten Lichtwelle (L1_a) gefiltert werden,
• - eine zweite monochromatische Lichtwelle (L2 p) mit einer zweiten, von der ersten Frequenz wesentlich verschiedenen Frequenz (ν₂), die linear und parallel zur ersten Lichtwelle polarisiert ist, erzeugt und die erste und zweite Lichtwelle (L1_p, L2_p) zu einer Kontrollwelle (OC) kombiniert werden, deren Schwebungsfrequenz gleich dem Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Frequenz ist,
• - der Unterschied zwischen der ersten und zweiten Frequenz |ν₁-ν₂| in der Kontrollwelle (OC) geprüft wird um durch Einstellung einer (ν₂) der ersten und zweiten Frequenzen die eingestellte Frequenz im wesentlichen in den Bereich eines der beiden Frequenzseitenbänder (BD, BG) in bezug auf die amplitudenmodulierte Lichtwelle (L1_a) zu bringen,
• - die Frequenzkomponenten (CF) der amplitudenmodu­ lierten Welle (L1_a) und der zweiten Lichtwelle (L2_p) zu einer Meßlichtwelle (OM) kombiniert werden, und
• - die Meßlichtwelle (OM) in einem Frequenzbereich, der im wesentlichen gleich der Bandbreite (ΔF) des elektrischen Signals (V) ist, erfaßt wird.

2. System zur Messung eines elektrischen Signals (V) mit einer Frequenzbandbreite insbesondere mit

• - ersten Mitteln zur Erzeugung einer ersten monochromatischen Lichtwelle (L1) von einer ersten Frequenz,
• - ersten Polarisierungsmitteln (31, 32) zur linearen Polarisierung der ersten Lichtwelle (L1) nacheinander zu einer ersten und einer zweiten linear polarisierten Lichtwelle (L1_t, L1_r) mit unterschiedlichen Polarisierungen,
• - Modulationsmitteln (33, 34, 35) zur Amplituden- Modulation der zweiten polarisierten Lichtwelle (L1_p) durch das elektrische Signal (V) zu einer amplitudenmodulierten Lichtwelle (L1_a),
• - Filtermitteln mit abstimmbarer Frequenz (48), welche die amplitudenmodulierte Lichtwelle (L1_a) in verschiedene Lichtfrequenzkomponenten (CF) filtern, die innerhalb der Frequenzbandbreite des elektrischen Signals (V) liegen,
• - zweiten Mitteln (40) zur Erzeugung einer zweiten monochromatischen Lichtwelle (L2) mit einer zweiten Frequenz (ν₂), die sich von der ersten Frequenz (ν₁) wesentlich unterscheidet,
• - zweiten Polarisiermitteln (41, 42), um die zweite monochromatische Welle (L2) nacheinander in dritte und vierte linear polarisierte Lichtwellen (L2_r, L2_t) mit verschiedener und zu den Polarisierungen der ersten und zweiten polarisierten Lichtwellen jeweils paralleler Polarisierung zu polarisieren,
• - ersten Kombinationsmitteln (50) zur Kombination der ersten und dritten polarisierten Lichtwelle (L1_r, L2_r) zu einer Kontrollichtwelle (OC), wenn die ersten und zweiten Polarisationsmittel gleichzeitig die ersten und zweiten Lichtwellen in die ersten und dritten polarisierten Lichtwellen polarisieren,
• - Mitteln (51, 52) zur Analyse der Kontrollicht­ welle, wodurch ein Frequenzunterschied (|ν₁-ν₂|) zwischen den ersten und zweiten Frequenzen der ersten und zweiten monochromatischen Welle (L1, L2) abgeleitet wird,
• - zweiten Kombinationsmitteln (45) zur Kombination der Lichtfrequenzkomponenten (CF) und der vierten polarisierten Welle (L2_t) zu einer Meßlichtwelle (OM), wenn die ersten und zweiten Polarisations­ mittel gleichzeitig die ersten und zweiten Lichtwellen in die zweiten und vierten Lichtwellen polarisieren, und
• - Mitteln (46, 47) zur Erfassung der Meßlichtwelle (OM), wodurch die Phasen- und Frequenzeigenschaften des elektrischen Signals (V) in einem Frequenzbereich analysiert werden, der im wesentlichen gleich der Bandbreite (ΔF) des elektrischen Signals (V) ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Polarisiermittel einen Polarisator und ein axial drehbares Halbwellenplättchen (31) zwischen den ersten Mitteln zur Erzeugung und dem Polarisator aufweisen, wobei das Halbwellenplättchen eine erste und zweite orthogonale Position besitzt, um die erste und zweite polarisierte Lichtwelle (L1_r, L1_t) der Reihe nach über den Polarisator (32) zu den ersten Kombinationsmitteln (50) beziehungsweise den Modulationsmitteln (33, 34, 35) zu leiten.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Polarisiermittel einen Polarisator und ein zweites axial drehbares Halbwellenplättchen (41) zwischen den zweiten Mitteln zur Erzeugung und dem Polarisator (42) umfassen, wobei das zweite Halbwellenplättchen (41) eine erste und zweite orthogonale Position aufweist, um die dritte und vierte polarisierte Lichtwelle (L2_r, L2_t) der Reihe nach über den Polarisator zu den ersten Kombinationsmitteln (50) beziehungsweise den zweiten Kombinationsmitteln (45) zu leiten.

5. System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kombinationsmittel (50, 45) jeweils einen optischen Bündeltrenner umfassen.

6. System nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch Mittel (44) zur Einstellung der Polarisation der vierten polarisierten Lichtwelle (L2_t) parallel zur Polarisation der Lichtfrequenzkomponenten (CF).

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einstellung der Polarisation ein axial drehbares Halbwellenplättchen aufweisen.

8. System nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Polarisiermittel ein erstes axial drehbares Halbwellenplättchen und einen ersten Polarisator aufweisen, die nacheinander längs einer Ausbreitungsachse der ersten Lichtwelle zwischen den ersten Mitteln zur Erzeugung und sowohl den ersten Kombinationsmitteln und den Amplitudenmodulationsmitteln angeordnet sind,
daß die zweiten Polarisiermittel ein zweites axial drehbares Halbwellenplättchen sowie einen zweiten Polarisator aufweisen, die nacheinander längs einer Ausbreitungsachse der zweiten Lichtwelle zwischen den zweiten Mitteln zur Erzeugung und sowohl den ersten wie auch den zweiten Kombinationsmitteln angeordnet sind,
daß die ersten und zweiten Halbwellenplättchen eine erste Position zur gleichzeitigen Übertragung der ersten und dritten polarisierten Lichtwellen durch den ersten beziehungsweise zweiten Polarisator zu den ersten Kombinationsmitteln sowie eine zweite, zur ersten Position senkrechte Position zur gleichzeitigen Übertragung der zweiten und vierten polarisierten Lichtwellen durch den ersten beziehungsweise zweiten Polarisator zu den Amplitudenmodulationsmitteln beziehungsweise den zweiten Kombinationsmitteln aufweisen.

9. System nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch zwischen dem zweiten Polarisator und den zweiten Kombinationsmitteln angeordnete Mittel zur Einstellung der Polarisation der vierten polarisierten Lichtquelle parallel zur Polarisation der Lichtfrequenzkomponenten.