DE3889251T2

DE3889251T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten.

Info

Publication number: DE3889251T2
Application number: DE3889251T
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Kaede; Naoki Shimosaka
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2008-05-28
Also published as: AU1677688A; US4835782A; CA1307559C; EP0293008A3; EP0293008A2; DE3889251D1; EP0293008B1; AU592743B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten, die für eine optische Kommunikation verwendet werden, bei der Lichtsignale in einem optischen Frequenzmultiplexverfahren mit einer hohen Frequenzdichte übertragen werden, wodurch die Übertragungsleistung erheblich gesteigert wird.
Ein herkömmliches Verfahren zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten ist auf Seite 2-204 von "Part 2, National Conference Record, 1986, The Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan" beschrieben worden. In dem Verfahren zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten wird eine Schwingungsfrequenz eines aus einer Anzahl von Lasergeräten ausgewählten Lasergeräts auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz eines optischen Wobbelresonators nach Fabry-Perot stabilisiert. Schwingungsfrequenzen der übrigen Lasergeräte, die durch den optischen Resonator nach Fabry-Perot oder Fabry-Perot-Resonator beobachtet werden, werden stabilisiert, indem sie mit einer vorbestimmten Trennung auf der Grundlage der Schwingungsfrequenz des ausgewählten Lasergeräts versehen werden.
Ein anderes herkömmliches Verfahren zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten ist auf den Seiten 61 bis 64 von "Technical digest, Vol. III, 5th International Conference on Integrated Optics and Optical Fiber Communication, October 1 to 4, 1985" beschrieben worden. Bei dem Verfahren zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten wird eine Anzahl von Lasergeräten, bei der eine Schwingungsfrequenz eines ausgewählten Lasergeräts stabilisiert wird, derart getrieben, daß sie Ausgangslichte mit entsprechenden Frequenzen ausstrahlen, während ein Schwingungsfrequenzwobbel-Lasergerät derart getrieben wird, daß es ein Frequenzwobbel-Ausgangslicht entsprechend einem Sägezahn- Wobbelsignal ausstrahlt. Die von der Anzahl von Lasergeräten ausgestrahlten Ausgangslichte werden mit dem vom Schwingungsfrequenzwobbel-Lasergerät ausgestrahlten Frequenzwobbel- Ausgangslicht gekoppelt, um Schwebungssignale zu erzeugen, die dann in eine Folge von Impulssignalen umgewandelt werden. Die Anzahl von Lasergeräten wird so gesteuert, daß die Erzeugungszeiten der Impulssignale in entsprechender vorbestimmter Weise getrennt sind, verglichen mit einer Erzeugungszeit eines Impulssignals, das auf der Grundlage von Ausgangslicht erzeugt wird, das vom ausgewählten Lasergerät mit einer stabilisierten Schwingungsfrequenz ausgestrahlt wird. Infolgedessen wird die Anzahl von Lasergeräten derart stabilisiert, daß sie Ausgangslichte ausstrahlt, zwischen denen Schwingungsfrequenzen mit einer vorbestimmten Trennung aufrechterhalten werden.
Bei dem ersteren Verfahren zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten bestehen jedoch die Nachteile, daß die Zahl der Lasergeräte, die derart gesteuert werden, daß sie in einer Frequenztrennung stabilisiert sind, auf weniger als zehn bis zwanzig begrenzt ist, weil darin der optische Fabry-Perot-Resonator verwendet wird, um eine Schwingungsfrequenztrennung festzustellen, so daß die Zahl der zu steuernden Lasergeräte von der Feinheit des optischen Fabry-Perot-Resonators abhängt, und daß die mechanische Stabilisierung gering ist, weil dabei eine mechanische Ablenkbewegung unvermeidlich ist.
Bei dem letzteren Verfahren zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten bestehen ferner die Nachteile, daß dabei eine Frequenztrennung entsprechend einer vorher festgelegten Frequenztrennungsreferenz eingestellt werden muß, weil darin kein Frequenztrennungs-Referenzsignal erzeugt wird, daß eine vorbestimmte Frequenztrennung wegen der Veränderung des Zeitverhaltens usw. des Schwingungsfrequenzwobbel-Lasergeräts schwer über eine lange Zeit aufrechtzuerhalten ist, weil die Frequenztrennungsreferenz auf der Grundlage einer Beziehung zwischen den Erzeugungszeiten der aus den oben erwähnten Schwebungssignalen ermittelten Impulssignale und den zu den Erzeugungszeiten an die Anzahl von Lasergeräten angelegten Spannungen ermittelt wird, und daß jedesmal, wenn eines der Lasergeräte von einer Störung betroffen ist und durch ein neues Lasergerät ersetzt wird, eine Anpassungsspannung für das neue Lasergerät eingestellt werden muß.
Demzufolge ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten bereitzustellen, wobei die Zahl der zu steuernden Lasergeräte nicht begrenzt ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten bereitzustellen, wobei deren mechanische Stabilisierung verbessert wird.
Es ist außerdem eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten bereitzustellen, wobei darin ein Frequenztrennungs- Referenzsignal erzeugt wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten bereitzustellen, wobei eine Schwingungsfrequenztrennung stabilisiert wird, ohne von einer Beziehung zwischen an Wobbel-Lasergeräte angelegten Spannungen und auf den angelegten Spannungen basierenden Schwingungsfrequenzen abzuhängen.
Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten folgende Schritte auf:
Wobbeln einer Schwingungsfrequenz eines Lasergeräts, an das ein externes Signal angelegt wird, um ein Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslicht auszustrahlen,
Erregen oder Treiben einer Anzahl von Lasergeräten, so daß sie Ausgangslichte mit Schwingungsfrequenzen in einem Frequenzbereich des Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslichts ausstrahlen,
Kombinieren des Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslichts und der Ausgangslichte mit Schwingungsfrequenzen, um kombinierte Lichtsignale zu erzeugen, die dann in elektrische Signale umgewandelt werden, wobei ein niederfrequenter Anteil der elektrischen Signale gefiltert wird, um eine Folge von Schwebungsimpulsen zu erzeugen, die den Schwingungsfrequenzen der Anzahl von Lasergeräten entsprechen,
Leiten eines Teils des Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslichts durch einen optischen Resonator, der periodische Resonanzfrequenzen aufweist, um Referenzausgangslichte der periodischen Resonanzfrequenzen zu erzeugen, die dann in elektrische Referenzimpulse umgewandelt werden, wobei ein Abstand der periodischen Resonanzfrequenzen gleich einer vorbestimmten Schwingungsfrequenztrennung zwischen der Anzahl von Lasergeräten ist,
Vergleichen von Erzeugungszeiten der Schwebungsimpulse und jenen der Referenzimpulse, um Fehlersignale zu erzeugen, die Zeitdifferenzen zwischen ihnen entsprechen, und
Steuern von Schwingungsfrequenzen der Anzahl von Lasergeräten, so daß die Fehlersignale annähernd gleich einem vorbestimmten Betrag sind.
Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten auf:
ein Lasergerät, an das ein Schwingungsfrequenz-Wobbelsignal angelegt wird, um ein Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslicht in einem Frequenzbereich auszustrahlen, der die Schwingungsfrequenzen einer Anzahl von zu steuernden Lasergeräten umfaßt,
einen optischen Teiler zum Aufteilen des Ausgangslichts des Lasergeräts in mindestens zwei Ausgangslichte,
einen ersten optischen Koppler zum Kombinieren der Ausgangslichte der Anzahl von Lasergeräten,
einen zweiten optischen Koppler zum Kombinieren eines der mindestens zwei Ausgangslichte und des Ausgangslichts, das im ersten optischen Koppler kombiniert worden ist,
einen optischen Resonator, durch den das andere der mindestens zwei Ausgangslichte geleitet wird, um Übertragungslichte mit Intensitätspegeln zu erzeugen, die seiner Übertragungskurve entsprechend seiner Frequenzänderung entsprechen, so daß von ihm Referenzausgangslichte bereitgestellt werden,
eine Einrichtung zum Umwandeln der Referenzausgangslichte in elektrische Referenzimpulse,
eine Einrichtung zum Umwandeln eines im zweiten optischen Koppler gewonnenen kombinierten Ausgangslichts in ein elektrisches Signal,
ein Tiefpaßfilter, durch das ein niederfrequenter Anteil des elektrischen Signals geleitet wird, um Schwebungsimpulse zu erzeugen, die den Schwingungsfrequenzen der Anzahl von Lasergeräten entsprechen,
eine Einrichtung zum Erzeugen von Fehlersignalen entsprechend der Differenz der Erzeugungszeiten zwischen den Referenzimpulsen und den Schwebungsimpulsen, und
eine Einrichtung zum Steuern der Anzahl von Lasergeräten, die den Fehlersignalen entsprechend zu treiben sind, so daß die Fehlersignale gleich einem vorbestimmten Betrag werden.
Eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Anspruch 7 definiert. Erfindungsgemäße Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird in Zusammenhang mit beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt;
Fig. 2 eine erläuternde Ansicht, die ein Lasergerät mit regelbarer Wellenlänge bzw. ein wellenlängenabstimmbares Lasergerät darstellt, das in der ersten Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 3 eine Perspektivansicht, die ein DFB-Lasergerät darstellt, das in der ersten Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 4 ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit in der ersten Ausführungsform darstellt;
Fig. 5 ein Schaltplan, der eine Schaltung zum Feststellen der Differenz der Impulserzeugungszeiten in der ersten Ausführungsform darstellt;
Fig. 6 ein Schaltplan, der einen Treiber für das DFB- Lasergerät in der ersten Ausführungsform darstellt;
Fig. 7A bis 7M Zeitdiagramme, die einen Arbeitsablauf in der ersten Ausführungsform darstellen;
Fig. 8 ein Blockschaltbild, das eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt;
Fig. 9 ein erläuterndes Bild, das einen optischen Amplitudenmodulator in der zweiten Ausführungsform darstellt;
Fig. 10 ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit in der zweiten Ausführungsform darstellt;
Fig. 11 ein Blockschaltbild, das eine Schaltung zum Feststellen der Differenz der Impulserzeugungszeiten darstellt;
Fig. 12A bis 12I Zeitdiagramme, die einen Arbeitsablauf in der ersten Ausführungsform darstellen;
Fig. 13 ein Blockschaltbild, das eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt;
Fig. 14A und 14B Wellenformen von Sägezahnströmen, die durch ein wellenlängenabstimmbares Lasergerät in der dritten Ausführungsform fließen;
Fig. 15 ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit in der dritten Ausführungsform darstellt;
Fig. 16 eine erläuternde Darstellung, die eine Eingangs-Ausgangs-Kennlinie eines Vergleichers in der dritten Ausführungsform darstellt;
Fig. 17 ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit in der dritten Ausführungsform darstellt;
Fig. 18 ein Ablaufplan, der einen Arbeitsablauf in der dritten Ausführungsform darstellt;
Fig. 19 eine erläuternde Darstellung, die eine Eingangs-Ausgangs-Kennlinie eines Vergleichers in der dritten Ausführungsform darstellt;
Fig. 20 ein Blockschaltbild, das eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt; und
Fig. 21A bis 21C erläuternde Darstellungen, die die Arbeitsweisen eines Mach-Zehnder-Interferometers und eines Hochpaßfilters in der vierten Ausführungsform darstellen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 stellt eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten dar, die aufweist: ein wellenlängenabstimmbares Doppelkanal-Planar-Halbleiterlasergerät 1 mit vergrabener Heterostruktur vom Typ des verteilten Bragg-Reflektors im 1,55--um- Band (nachfolgend einfach "wellenlängenabstimmbares Lasergerät" genannt), einen Sägezahnwellengenerator 2, von dem ein Sägezahnwellenstrom in einen Phasensteuerungsbereich (PC- Bereich) und einen Bereich des verteilten Bragg-Reflektors (DBR-Bereich) des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 1 injiziert wird, einen Isolator 3, durch den Ausgangslicht des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 1 geleitet wird, einen optischen Teiler 4 zum Teilen des Ausgangslichts in zwei Ausgangslichte, die durch optische Fasern 5A und 15A übertragen werden, einen optischen Fabry-Perot-Resonator 5, der drei Resonanzfrequenzen aufweist (gleich der Zahl der Lasergeräte 8, 9 und 10), durch den von der optischen Faser 5A zugeführtes Ausgangslicht geleitet wird, um drei Lichtimpulse in einer Periode der Sägezahnwelle des Generators 2 auf der Grundlage der drei Resonanzfrequenzen zu erzeugen, einen ersten optischen Detektor 6 zum Umwandeln der vom optischen Resonator 5 zugeführten drei Lichtimpulse in drei elektrische Signale, Lasergeräte 8, 9 und 10 im 1,55-um-Band mit verteilter Rückkopplung mit Eingangsanschlüssen 24, 25 und 26 für Modulationssignale (nachfolgend einfach "DFB-LDs" genannt), zwischen denen eine Schwingungsfrequenztrennung stabilisiert wird und die jeweils in einer Frequenzumtastung mit einer Modulationsrate von 400 Mb/s und einem Modulationsindex von 2,5 moduliert werden, optische Isolatoren 11, 12 und 13, durch die Ausgangslichte der DFB-LDs 8, 9 und 10 geleitet werden, um durch optische Fasern 14A, 14B und 14C übertragen zu werden, einen optischen Koppler 14 zum Kombinieren der durch die optischen Fasern 14A, 14B und 14C übertragenen Ausgangslichte und zum Teilen der so kombinierten Ausgangslichte in Ausgangslichte, die durch eine optische Faser 15B und eine Glasfaser-Übertragungsstrecke 30 übertragen werden, einen zweiten optischen Koppler 15 zum Kombinieren der durch die optischen Fasern 15A und 15B geleiteten Ausgangslichte, einen zweiten optischen Detektor 16 zum Umwandeln der so im zweiten optischen Koppler 15 kombinierten und durch eine optische Faser 16 übertragenen Ausgangslichte in elektrische Signale, eine Steuereinheit 7 zum Erzeugen von Fehlersignalen entsprechend den an Eingangsanschlüssen 71 und 72 empfangenen elektrischen Signalen, Lasergerät-Treibereinrichtungen 17, 18 und 19 zum Treiben der DFB-LDs 8, 9 und 10, um deren Schwingungsfrequenztrennung zu stabilisieren, und Temperatursteuereinrichtungen 20, 21, 22 und 23, auf denen jeweils das Lasergerät mit variabler Wellenlänge 1 bzw. die DFB- LDs 8, 9 und 10 angebracht sind.
Das wellenlängenabstimmbare Lasergerät 1 ist auf den Seiten 403 bis 405 der "Electronic letters, 9th April 1987, Vol. 23, No. 8" ausführlich beschrieben worden. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist das wellenlängenabstimmbare Lasergerät 1 einen aktiven Bereich 201, einen PC-Bereich 202 und einen DBR- Bereich 203 auf, in die Ströme Ia, Ip und Id jeweils über Elektroden 204, 205 bzw. 206 injiziert werden. Der in den aktiven Bereich 201 injizierte Strom Ia ist im wesentlichen ein Strom, der das wellenlängenabstimmbare Lasergerät 1 zum Schwingen bringt, während die Ströme Ip und Id (abhängig von zugehörigen Widerstandswerten aus einem Gesamtstrom It abgezweigt) im wesentlichen Ströme zum Regeln von dessen Wellenlänge sind.
Der optische Fabry-Perot-Resonator 5 ist in Kapitel 4 von "Optical electronics, 1985, authored by Amnon Yariv", veröffentlicht von Halt, Rinehart and Winston Inc., ausführlich beschrieben worden. In der Ausführungsform wird für den optischen Resonator 5 eine Etalonplatte aus Quarz mit einem Brechungsindex von 1,5, einer Dicke von 1 cm und einer Feinheit von 30 verwendet. Die Feinheit ist definiert durch ein Verhältnis einer optischen Resonanzfrequenztrennung hinsichtlich einer Gesamtbreite beim halben Maximum eines optischen Durchlaßbereichs in der Mitte einer optischen Resonanzfrequenz.
Die DFB-LDs 8, 9 und 10 wurden in dem Bericht mit dem Titel "Highly stable single longitudinal mode operation in Lambda/4 shift 1.5-um DFB-DC-PBH LDs" auf den Seiten 29 bis 32 von "12th European Conference on Optical Communication, Technical Digest, Vol. 1, September 22/25, 1986" ausführlich beschrieben. Wie in Fig. 3 dargestellt, weist das Lasergerät ein InP-Gittersubstrat erster Ordnung 301 einschließlich einer λ/4-Phasensprungposition 302, eine Wellenleiterschicht 303, eine aktive Schicht 304, eine nichtschmelzende Stützschicht 305 und einen SiO2-Überzug 306 auf und weist ferner Kontakte 307 und 308 auf, die an der Oberseite der nacheinander auf dem Gittersubstrat 301 aufgewachsenen Schichten bzw. an deren Unterseite ausgebildet sind, SiN-Überzüge 309, die auf deren beiden Seitenflächen ausgebildet sind, und eine PHS-Schicht 310, die auf dem Kontakt 307 ausgebildet ist.
Fig. 4 stellt die Steuereinheit 7 dar, die in Fig. 1 kurz beschrieben wird. Die Steuereinheit 7 weist auf: einen Tiefpaßverstärker 401 zum Verstärken elektrischer Signale von Impulsen, die über den Anschluß 71 vom optischen Detektor 6 empfangen werden, eine Schmitt-Trigger-Schaltung 402 zum Erzeugen logischer Signale, die jeweils einen vorbestimmten Logikpegel entsprechend den Ausgangssignalen des Tiefpaßverstärkers 401 aufweisen, einen Inverter 403 zum Invertieren der Logiksignale, einen Tiefpaßverstärker 405 mit einer Grenzfrequenz von 600 MHz und der Funktion eines Tiefpaßfilters zum Erzeugen von als "Schwebungsimpulse" bezeichneten elektrischen Signalen, wenn die Frequenzdifferenz der Ausgangslichte zwischen dem Lasergerät Wellenlänge 1 und den DFB-LDs 8, 9 und 10 im Bereich von annähernd 600 MHz liegt, einen Hüllkurven-Gleichrichter 406, in dem die Schwebungsimpulse einer Hüllkurven-Gleichrichtung unterworfen werden, eine Schmitt- Trigger-Schaltung 407 zum Erzeugen logischer Signale entsprechend den Ausgangssignalen des Hüllkurven-Gleichrichters 406, und einen Inverter 408 zum Invertieren der Logiksignale, eine Schaltung 410 zum Feststellen der Differenz der Impulserzeugungszeiten zwischen den Referenzimpulsen und den Schwebungsimpulsen entsprechend den an deren Anschlüssen 404 und 409 empfangenen Logiksignalen, und Integrierschaltungen 411, 412 und 413 zum Integrieren einer Impulserzeugungszeit-Differenz, die in der Schaltung 410 festgestellt wird, um an die oben erwähnten Treiber 17, 18 und 19 angelegt zu werden.
Fig. 5 stellt die Schaltung 410 zum Feststellen der Impulserzeugungszeit-Differenz dar, welche aufweist: einen ersten Dekadenzähler 501 mit einem Takteingangsanschluß zum Empfangen der Referenzimpulse am Anschluß 404 und drei Ausgangsanschlüssen 1 bis 3, von denen nacheinander eine Folge von Rechteckwellen ausgegeben wird, die jeweils durch einen Referenzimpuls H-Pegel und durch einen nachfolgenden Referenzimpuls L-Pegel annehmen, mit Ausnahme von Ausgangsanschluß 3, wo eine Rechteckwelle durch einen Referenzimpuls H-Pegel und durch das Ende einer Periode einer an seinem Rücksetz-Anschluß empfangenen Sägezahnwelle L-Pegel annimmt, einen zweiten Dekadenzähler 502, der die gleiche Funktion wie der erste Dekadenzählers 501 hat, außer daß die Schwebungsimpulse am Anschluß 409 empfangen werden, Exklusiv-ODER-Schaltungen 503 bis 505, die jeweils über zwei Eingangsanschlüsse mit den zugehörigen Ausgangsanschlüssen 1, 2 und 3 des ersten und zweiten Dekadenzählers 501 bzw. 502 verbunden sind, eine Impulsauswahlschaltung 506 mit UND-Schaltungen 506A, 506B und 506C sowie einem Inverter 506D zum Auswählen der Signalwege von den Exklusiv-ODER-Schaltungen 503 bis 505 durch diese hindurch zur nächsten Stufe, eine erste bis eine dritte Schaltung 507A, 507B und 507C, die jeweils eine Reihenfolge der Impulserzeugung zwischen dem Referenzimpuls und dem Schwebungsimpuls feststellen, und einen Freilauf-Multivibrator 512, der mit den Rücksetz-Anschlüssen des ersten und zweiten Dekadenzählers 501 bzw. 502 und mit dem Sägezahnwellengenerator 2 verbunden ist. Jede der ersten bis dritten Schaltung 507A, 507B und 507C umfaßt einen monostabilen Multivibrator 508, eine Polumkehrschaltung 509 sowie Schalter 510 und 511, die durch Ausgangssignale der Anschlüsse und Q des monostabilen Multivibrators 508 ein- und ausgeschaltet werden. In der Schaltung 507A wird der Multivibrator 508 am Anschluß CD mit der Impulsauswahlschaltung 506 und am Anschluß B mit dem Anschluß 409 verbunden. Hingegen werden in den Schaltungen 507B und 507C die Multivibratoren 508 jeweils an Anschlüssen CD mit der Impulsauswahlschaltung 506 und an Anschlüssen B mit den Ausgangsanschlüssen 1 bzw. 2 des zweiten Dekadenzählers 502 verbunden.
Fig. 6 stellt die Lasergerät-Treibereinrichtung 17 zum Treiben des DFB-LDs 8 entsprechend dem an einem Anschluß 601 empfangenen Ausgangssignal der Integrierschaltung 411 dar. Die Lasergerät-Treibereinrichtung 17 weist einen Operationsverstärker 602 auf mit einem positiven Anschluß, der über Widerstände R&sub1; und R&sub2; mit einer Referenzspannungsquelle 603 und über einen Widerstand R&sub3; mit der Masse verbunden ist, und einem negativen Anschluß, der über einen Widerstand R&sub4; mit dem Anschluß 601 und einem Rückkopplungswiderstand R&sub5; verbunden ist, und einen Treibertransistor 604 mit einer Basis, die mit dem Operationsverstärker 602 verbunden ist, einem Kollektor, der mit einer Stromversorgung +Vcc verbunden ist, und einem Emitter, der mit dem DFB-LD 8 und über einen Widerstand R&sub6; mit der Masse verbunden ist.
In Betrieb wird das wellenlängenabstimmbare Lasergerät 1 getrieben mit dem in den aktiven Bereich 201 injizierten Strom Ia, der einen Vorspannungsstrom von 50 mA und einen vom Sägezahnwellengenerator 2 zugeführten Sägezahnwellenstrom 2a (wie in Fig. 7A und 7B dargestellt) mit einer Wiederholfrequenz von 500 Hz und einem Strombereich von 0 bis 5,4 mA umfaßt, und mit dem in den PC- und den DBR-Bereich 202 und 203 injizierten Strom It, der nur einen Sägezahnwellenstrom 2a mit der gleichen Wiederholfrequenz und dem gleichen Strombereich wie bei dem für den aktiven Bereich 201 umfaßt, so daß ein Wobbeln einer Schwingungswellenlänge im wellenlängenabstimmbaren Lasergerät 1 bei einer Breite von 45 GHz bewirkt wird, und die Injektion des Sägezahnwellenstroms 2a in das wellenlängenabstimmbare Lasergerät 1 gleicht einen Absorptionsverlust aus, der im PC- und im DBR-Bereich 202 und 203 durch die Injektion des Sägezahnwellenstroms 2a in diese verursacht wird, und vermeidet Schwankungen des vom wellenlängenabstimmbaren Lasergerät 1 ausgestrahlten Ausgangslichts. Das Ausgangslicht des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 1 wird durch den Isolator 3 geleitet und dann durch den optischen Teiler 4 geteilt, um durch die optischen Fasern 5A und 15A übertragen zu werden. Das Ausgangslicht der optischen Faser 5A wird dem optischen Fabry-Perot-Resonator 5 zugeführt, so daß die drei Impulsausgangslichte in einer Periode der Sägezahnwelle erzeugt werden, wenn eine Schwingungsfrequenz des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 1 mit einer der drei Resonanzfrequenzen des Resonators 5 zusammenfällt. Die drei so erzeugten Ausgangslichte werden im optischen Detektor 6 in die drei elektrischen Signale umgewandelt, die dann an den Anschluß 71 der Steuereinheit 7 angelegt werden. Gleichzeitig werden die DFB-LDs 8, 9 und 10 jeweils durch die Treibereinrichtungen 17, 18 bzw. 19 getrieben, um Ausgangslichte auszustrahlen, die durch die Isolatoren 11, 12 und 13 geleitet werden. Die durch die Isolatoren 11, 12 und 13 geleiteten Ausgangslichte werden durch die optischen Fasern 14A, 14B und 14C übertragen und dann im ersten optischen Koppler 14 kombiniert. Das vom ersten optischen Koppler 14 zugeführte Ausgangslicht wird durch die optische Faser 15B übertragen und dann im zweiten optischen Koppler 15 mit dem von der zweiten optischen Faser 15B zugeführten Licht kombiniert. Die kombinierten Lichte werden durch die optische Faser 16A übertragen und dann im zweiten Detektor 16 in elektrische Signale umgewandelt, die an den Anschluß 72 der Steuereinheit 7 angelegt werden.
In der Steuereinheit 7 werden die am Eingangsanschluß 71 vom ersten optischen Detektor 6 empfangenen elektrischen Impulssignale im Tiefpaßverstärker 401 verstärkt und dann in der Schmitt-Trigger-Schaltung 402 in die Logiksignale umgewandelt. Die Polarität der Logiksignale wird invertiert und dann werden diese an den Eingangsanschluß 404 der Schaltung 410 angelegt. Die invertierten Logiksignale werden als "der erste bis dritte Referenzimpuls 404a" bezeichnet, wie in Fig. 7A dargestellt. Die am Eingangsanschluß 72 vom ersten optischen Detektor 6 empfangenen elektrischen Signale werden an den Tiefpaßverstärker 405 angelegt, in dem die drei elektrischen Impulssignale als Schwebungssignale erzeugt werden, wenn die Differenz der Frequenzen zwischen dem Ausgangslicht des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 1 und den Ausgangslichten der DFB-LDs 8, 9 und 10 im Bereich von ±600 MHz liegt, so daß darin die drei Impulse erhalten werden. Die drei Impulse werden im Hüllkurven-Gleichrichter 406 einer Hüllkurven- Gleichrichtung unterworfen und dann in der Schmitt-Trigger- Schaltung 406 in die Logiksignale umgewandelt, die dann im Inverter 408 invertiert werden. Die invertierten Logiksignale werden an den Eingangsanschluß 409 der Schaltung 410 angelegt und in Fig. 7B als "das erste bis dritte Schwebungssignal 409a" dargestellt.
In der Schaltung 410 wird der erste bis dritte Referenzimpuls 404a an den Dekadenzähler 501 angelegt, und der erste bis dritte Schwebungsimpuls wird an den Dekadenzähler 502 angelegt. Im Dekadenzähler 501 wird die erste Rechteckwelle 501a während des Zeitabstands zwischen dem ersten und zweiten Referenzimpuls 404a am Anschluß 1 erzeugt, wie in Fig. 7C dargestellt, die zweite Rechteckwelle 501b wird während des Zeitabstands zwischen dem zweiten und dritten Referenzimpuls 404a am Anschluß 2 erzeugt, wie in Fig. 7D dargestellt, und die dritte Rechteckwelle 501c wird während des Zeitabstands zwischen dem dritten Referenzimpuls 404a und dem Anfang des nächsten Sägezahnwellensignals 2a am Anschluß 3 erzeugt, wie in Fig. 7E dargestellt. In der gleichen Weise werden an den Anschlüssen 1, 2 und 3 die erste bis dritte Rechteckwelle 502a, 502b und 502c entsprechend dem ersten bis dritten Schwebungsimpuls 409a und dem Sägezahnwellensignal 2a erzeugt, wie in Fig. 7C, 7D und 7E dargestellt. Die Ausgangssignale der Anschlüsse 1 der Dekadenzähler 501 und 502 werden an die Exklusiv-ODER-Schaltung 503 angelegt, und jene der Anschlüsse 2 und 3 der Dekadenzähler 501 und 502 werden jeweils an die Exklusiv-ODER-Schaltungen 504 bzw. 505 angelegt. Die Ausgangssignale jener Exklusiv-ODER-Schaltungen 503, 504 und 505, die gemäß der folgenden Wahrheitstafel erzeugt werden, sind in Fig. 7F bis 7H durch Bezugszeichen 503a, 503b, 503c, 504a, 504b und 504c dargestellt und werden an die Impulsauswahlschaltung 506 angelegt. Eingang Ausgang
Durch die erste UND-Schaltung 506A wird der Impuls 503a hindurchgeleitet, während der Impuls 503b nicht dort hindurchgeleitet wird, wie in Fig. 7I dargestellt. Das heißt, nur der frühere Erzeugungsimpuls 503a wird durch die erste UND-Schaltung 506A geleitet, falls die Impulse 503a und 503b an sie angelegt werden. In der gleichen Weise wird nur der Impuls 504a durch die zweite UND-Schaltung 506B geleitet, wie in Fig. 7J dargestellt, während der einzelne Impuls 505a durch die dritte UND-Schaltung 506C geleitet wird, wie in Fig. 7K dargestellt. Die so durch die Impulsauswahlschaltung 506 geleiteten Impulse 503a, 504a und 505a werden an die erste bis dritte Schaltung zum Feststellen der Impulsreihenfolge 507A, 507B bzw. 507C angelegt. In der ersten Schaltung zum Feststellen der Impulsreihenfolge 507A wird der Schalter 510 eingeschaltet, und der Schalter 511 wird ausgeschaltet, weil die Anschlüsse und Q des Multivibrators 508 auf H- bzw. L-Pegel sind, und ein an dessen Anschluß B angelegtes Signal ist auf L-Pegel, wenn der Impuls 503a an dessen Anschluß CD angelegt wird, so daß der Impuls 503a über den Schalter 510 an die Integrierschaltung 411 angelegt wird, wie in Fig. 7L dargestellt. Wenn der Impuls 503a auf L-Pegel geht, wird der erste Schwebungsimpuls 409a an den Anschluß B des Multivibrators 508 angelegt. Das bedeutet, daß ein Impuls durch die Schaltung zum Feststellen der Impulsreihenfolge 507A geleitet wird, wenn das erste Referenzsignal 404a früher als das erste Schwebungssignal 409a erzeugt wird, während ein Impuls invertiert wird, um dort hindurchgeleitet zu werden, wenn das erste Referenzsignal 404a später als das erste Schwebungssignal 409a erzeugt wird. Durch die zweite Schaltung zum Feststellen der Impulsreihenfolge 507B wird der Impuls 504b hindurchgeleitet, ohne invertiert zu werden, wie in Fig. 7L dargestellt, weil das Rechteckwellensignal 502a (wie in Fig. 7C dargestellt) L-Pegel annimmt, wenn der Impuls 504b L-Pegel annimmt. In der dritten Schaltung zum Feststellen der Impulsreihenfolge 507C wird der Impuls 505a invertiert, um dort hindurchgeleitet zu werden, wie in Fig. 7L dargestellt, weil das Rechteckwellensignal 502b an den Anschluß B des Multivibrators 508 angelegt wird, bevor der Impuls 505a an dessen Anschluß CD angelegt wird, so daß der Schalter 510 ausgeschaltet wird, und der Schalter 511 wird ausgeschaltet, wenn das Rechteckwellensignal 502b L-Pegel annimmt. Die nicht invertierten Impulse 503a und 504a und der invertierte Impuls 505a werden jeweils alle zwei oder drei Perioden der Sägezahnwellen 2a in den Integrierschaltungen 411 bis 413 integriert, um integrierte Beträge 411a, 412a und 413a zu liefern, wie in Fig. 7M dargestellt. Die integrierten Beträge 411a, 412a und 413a werden jeweils an die Treibereinrichtungen 17, 18 bzw. 19 angelegt. In der Treibereinrichtung 17 wird der integrierte Betrag 411a an ihren Anschluß 601 angelegt, so daß der Operationsverstärker 602 den Treibertransistor 604 veranlaßt, das DFB-LD 8 entsprechend der Differenz zwischen dem integrierten Betrag 411a und dem von der Referenzspannungsquelle 603 erhaltenen Referenzbetrag zu treiben. Infolgedessen wird das DFB-LD 8 durch den vom Treibertransistor 604 angelegten Treiberstrom getrieben, der zum Vorspannungsstrom addiert wird. Das bedeutet, daß die DFB-LDs 8, 9 und 10 derart gesteuert werden, daß sie Ausgangslichte ausstrahlen, die eine vorbestimmte Frequenztrennung aufweisen, indem die Zeitdifferenz zwischen den oben erwähnten Referenz- und Schwebungsimpulsen auf ein Mindestmaß verringert wird. Wie aus den obigen Beschreibungen klar ersichtlich, wird zwischen einer Anzahl von Lasergeräten strikt eine Frequenztrennung um denselben Betrag wie ein Durchlaßbereich des optischen Resonators stabilisiert.
Der oben beschriebene Arbeitsablauf wird folgendermaßen zusammengefaßt.
Ein Wobbeln einer Schwingungsfrequenz eines wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts wird vorgenommen, um ein Frequenzwobbel-Licht in einem Frequenzbereich zu erzeugen, der Schwingungsfrequenzen einer Anzahl von Lasergeräten umfaßt, indem ein äußeres Signal an das Lasergerät Wellenlänge angelegt wird. Das Frequenzwobbel-Licht wird durch einen optischen Resonator geleitet, der periodische Resonanzfrequenzen in einem Frequenzabstand aufweist, der gleich einer vorbestimmten Frequenztrennung der Schwingungsfrequenzen ist, so daß das derart dort hindurchgeleitete Frequenzwobbel-Licht in seiner Intensität verändert wird, um Impulslichtsignale zu erzeugen, die in elektrische Impulssignale umgewandelt werden. Die elektrischen Signale werden als eine Folge von "Referenzimpulsen" bezeichnet. Jeder der Referenzimpulse wird erzeugt, falls eine Frequenz des Frequenzwobbel-Lichts mit einer entsprechenden der Resonanzfrequenzen zusammenfällt. Aus diesem Grund entsprechen die Erzeugungszeiten der Referenzimpulse den Resonanzfrequenzen des optischen Resonators. Gleichzeitig wird das Frequenzwobbel-Licht mit Ausgangslichten kombiniert, die von der Anzahl von Lasergeräten ausgestrahlt werden, um Schwebungslichte zu erzeugen, die dann in elektrische Signale umgewandelt werden. Die umgewandelten elektrischen Signale werden durch ein Tiefpaßfilter geleitet, um eine Folge von Schwebungsimpulsen zu erzeugen, die zu erzeugen sind, wenn eine Frequenz des Frequenzwobbel-Lichts annähernd mit einer entsprechenden der Schwingungsfrequenzen der Lasergeräte zusammenfällt. Aus diesem Grund entsprechen die Erzeugungszeiten der Schwebungsimpulse annähernd den Schwingungsfrequenzen der Lasergeräte. Zum Zweck der Stabilisierung einer Frequenztrennung wird jeder der Schwebungsimpulse hinsichtlich der Erzeugungszeiten mit einem entsprechenden der Referenzimpulse verglichen, um Fehlersignale zu erzeugen, die eine Impulsbreite aufweisen, die von einer Zeitdifferenz zwischen den Schwebungs- und den Referenzimpulsen abhängt. Eine Schwingungsfrequenz wird in jedem der Lasergeräte gesteuert, so daß jedes der Fehlersignale gleich einem vorbestimmten Betrag wird. Demzufolge wird in jedem der Lasergeräte auf der Grundlage einer Resonanzfrequenztrennung des optischen Resonators eine Schwingungsfrequenz stabilisiert.
In Fig. 8 ist eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten in einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt, bei der gleiche Teile durch die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform gekennzeichnet sind, so daß hier auf wiederholte Erläuterungen verzichtet wird. Die Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten weist ferner optische Amplitudenmodulatoren 231, 232 und 233 auf, die jeweils einen optischen Phasenmodulator 234 mit einer Länge L und einer Dicke d und einen Polarisationsfilter 235 enthalten, die in Längsrichtung angeordnet sind, wie in Fig. 9 dargestellt. Im optischen Phasenmodulator 234 und dem Polarisationsfilter 235 sind die Richtungen der polarisierten Lichte orthogonal zueinander, wie durch Pfeile gekennzeichnet, und eine vorbestimmte Spannung wird von einer Stromversorgung 236 an den Phasenmodulator 234 angelegt. In diesem Aufbau werden Ausgangslichte der DFB-LDs 8, 9 und 10 in den optischen Amplitudenmodulatoren 231, 232 und 233 bei 1 kHz, 2 kHz und 3 kHz durch sinusförmige Wellen moduliert. Ein solcher optischer Amplitudenmodulator ist in Kapitel 9 von "Introduction to optical electronics", 1971, verfaßt von Amnon Yariv, veröffentlicht von Halt, Rinehart and Winston Inc., ausführlich beschrieben worden.
Fig. 10 stellt eine Steuereinheit 7 aus Fig. 8 dar. In der Steuereinheit 7 werden elektrische Impulssignale, die von einem ersten optischen Detektor 6 an den Anschluß 71 angelegt werden, in einem Tiefpaßverstärker 701 verstärkt und dann in einer Schmitt-Trigger-Schaltung 702 in Logiksignale umgewandelt, die jeweils eine Amplitude eines Logikpegels haben. Die Polaritäten der Logiksignale werden in einer Inverterschaltung 703 invertiert, um an einen Eingangsanschluß 704 einer Schaltung 719 zum Feststellen einer Impulserzeugungszeit-Differenz angelegt zu werden. Die Zahl der am Anschluß 704 empfangenen Logiksignale beträgt drei in einer Periode einer in einem Sägezahngenerator erzeugten Sägezahnwelle, und die Logiksignale werden als "erster bis dritter Referenzimpuls" bezeichnet. Gleichzeitig werden elektrische Signale über einen Anschluß 72 der Steuereinheit 7 an einen Tiefpaßverstärker 705 angelegt, der die Funktion eines Tiefpaßfilters mit einer Grenzfrequenz von 600 MHz hat. Im Tiefpaßverstärker 705 werden elektrische Impulssignale erzeugt, wenn eine Frequenzdifferenz zwischen dem Ausgangslicht eines wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 1 und den Ausgangslichten der Lasergeräte 8, 9 und 10 im Bereich von annähernd ±600 MHz liegt. Die Zahl der Impulse beträgt drei in einer Periode der Sägezahnwelle, und die Impulse werden als "erster bis dritter Schwebungsimpuls" bezeichnet. Die Impulse werden in einem Hüllkurven-Gleichrichter 706 einer Hüllkurven-Gleichrichtung unterworfen und dann in drei Signale geteilt, um an Bandpaßfilter 707, 798 und 709 angelegt zu werden, die eine Bandpaßbreite von 100 Hz bei den jeweiligen Mittenfrequenzen von 1 kHz, 2 kHz und 3 kHz haben. Die so durch die Bandpaßfilter 707, 708 und 709 geleiteten Signale werden in Schmitt-Trigger-Schaltungen 710, 711 und 712 zu Rechteckwellen geformt, die jeweils eine Amplitude eines Logikpegels haben, und dann in Invertern 713, 714 und 715 invertiert. Die so erhaltenen Logiksignale werden an Anschlüsse 716, 717 und 718 der Schaltung 719 zum Feststellen der Impulserzeugungszeit-Differenz angelegt.
Fig. 11 stellt die Schaltung 719 zum Feststellen der Impulserzeugungszeit-Differenz aus Fig. 10 dar. In der Schaltung 719 wird eine Folge der Referenzimpulse 704a über den Anschluß 704 an einen Takteingang eines Zählers 720 angelegt, so daß eine erste bis eine dritte Rechteckwelle 720a bis 720c an Anschlüssen 1 bis 3 des Zählers 720 entsprechend den Referenzimpulsen 704a und der Sägezahnwelle 2a erzeugt werden, wie in Fig. 12A bis 12C dargestellt. Die erste und die zweite Rechteckwelle 720a und 720b werden durch Abstände des ersten bis dritten Referenzimpulses 704a definiert, während die dritte Rechteckwelle 720c durch den Abstand des dritten Referenzimpulses 704a und des Anfangs der nächsten Sägezahnwelle 2a definiert wird. Die erste bis dritte Rechteckwelle 720a bis 720c werden jeweils an Exklusiv-ODER-Schaltungen 721 bis 723 angelegt. Andererseits wird der erste bis dritte Schwebungsimpuls 724a, wie in Fig. 12D bis 12F dargestellt, über die Anschlüsse 716 bis 718 an eine Schaltung 724 zum Feststellen der Differenz der Erzeugungszeiten der Schwebungsimpulse angelegt, von der Rechteckwellen 721a bis 723a, wie in Fig. 12D bis 12F dargestellt, an die Exklusiv-ODER-Schaltungen 721 bis 723 angelegt werden. Infolgedessen werden Ausgangssignale 721b bis 723b, wie in Fig. 12G bis 12I dargestellt, jeweils in den Exklusiv-ODER-Schaltungen 721 bis 723 erzeugt. Die Ausgangssignale 721b bis 723b werden an eine Impulsauswahlschaltung 507 angelegt, die schon in der ersten Ausführungsform erläutert wurde. Daher wird hier auf ihre Erläuterung verzichtet.
Wie oben beschrieben, werden Ausgangslichte, die von einer Anzahl von Lasergeräten ausgestrahlt werden, die hinsichtlich einer Schwingungsfrequenztrennung gesteuert werden, in der zweiten Ausführungsform durch jeweils verschiedene Frequenzen moduliert. Infolgedessen werden derart modulierte Schwebungsimpulse an eine Steuereinheit angelegt, in der die modulierten Schwebungsimpulse voneinander unterschieden werden, so daß eine entsprechende Beziehung zwischen einem ausgewählten der modulierten Schwebungsimpulse und jenem der Lasergeräte festgestellt werden kann. Demgemäß kann, falls Modulationsfrequenzen der Ausgangslichte zwischen den Lasergeräten gewechselt werden, die oben erwähnte entsprechende Beziehung gewechselt werden, so daß ebenso gut entsprechende Schwingungsfrequenzen der Lasergeräte gewechselt werden können. Ferner kann der Einfangbereich auf den Wobbelbereich des Frequenzwobbel-Lasergeräts erweitert werden.
In Fig. 13 ist eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten in einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt, bei der gleiche Teile durch die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform gekennzeichnet sind, so daß hier auf wiederholte Erläuterungen verzichtet wird. In der dritten Ausführungsform werden zwei wellenlängenabstimmbare Lasergeräte 1 und 801 eingesetzt, um entsprechend injizierten Strömen Ia und It, die an deren aktiven Bereich sowie an deren PC- und DBR-Bereiche angelegt werden, zwei Frequenzwobbel-Lichte auszustrahlen, die durch Isolatoren 3 und 803 geleitet werden. Die Ströme Ia und It sind Sägezahnwellen, die jeweils abwechselnd erzeugt werden und einen Höchstwert von 2,7 mA haben, wie in Fig. 14A und 14B dargestellt. Fig. 14A stellt einen Wobbelstrom für das wellenlängenabstimmbare Lasergerät 1 dar, und Fig. 14B stellt einen Wobbelstrom für das auf einer Temperatursteuereinrichtung 820 angebrachte Lasergerät Wellenlänge 801 dar. Die beiden Wobbelströme weisen zwischeneinander eine Phasendifferenz von 160 auf. Eine Schwingungsfrequenz des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 1, das sich am Ende einer Wobbelperiode befindet, ist gleich jener des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 801, das sich am Anfang einer Wobbelperiode befindet. Die Ausgangslichte der wellenlängenabstimmbaren Lasergeräte 1 und 801 werden durch Isolatoren 3 und 803 geleitet, kombiniert, und dann in einer optischen Koppler- und Teilereinrichtung 804, die zwei Eingänge und drei Ausgänge aufweist, in erste bis dritte Ausgangslichte geteilt. Das durch eine optische Faser 805A geleitete erste Ausgangslicht wird in einem optischen Detektor 805 in elektrische Signale umgewandelt, die an eine Steuereinheit 806 angelegt werden.
Fig. 15 stellt die Steuereinheit 806 dar, in der die vom optischen Detektor angelegten elektrischen Signale in einem Hochfrequenzverstärker 807 verstärkt und dann in einem Mischer 808 einer Hüllkurven-Gleichrichtung unterworfen werden. Im Mischer 808 wird ein elektrisches Impulssignal erzeugt, wenn Schwingungsfrequenzen der Lasergeräte Wellenlänge 1 und 801 miteinander zusammenfallen. Eine Breite des Impulses entspricht einer Zeit, während der die Schwingungsfrequenzen einander gleich sind. In der Steuereinheit 806 wird ferner das Ausgangssignal des Mischers 808 in einem Tiefpaßfilter 809 verstärkt und dann in einer Integrierschaltung 810 integriert, um die der Impulsbreite entsprechende Zeit festzustellen. Der integrierte Betrag wird in einem Vergleicher 811 mit vorbestimmten Spannungen V&sub1; und V&sub2; verglichen, wie in Fig. 16 dargestellt. Ein Schalter 812 wird eingeschaltet, wenn der integrierte Betrag niedriger als die Spannung V&sub1; oder höher als die Spannung V&sub2; ist, wodurch ein Regelkreis geschlossen wird, so daß das Ausgangssignal der Integrierschaltung 810 an einen Addierer 813 angelegt wird, in dem der integrierte Betrag zu einer von einem Sägezahngenerator zugeführten Sägezahnwelle addiert wird. Fig. 16 stellt eine Ausgangsspannung zum Ein- und Ausschalten des Schalters 812 auf der vertikalen Achse über einer Eingangsspannung von der Integrierschaltung 810 auf der horizontalen Achse dar. Gemäß der oben beschriebenen Steuerung wird eine vorbestimmte konstante Zeit ermittelt, während der eine Schwingungsfrequenz des Lasergeräts Wellenlänge 1, das sich in der Nähe des Höchstwerts einer Sägezahnwelle befindet, gleich einer Schwingungsfrequenz des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 801 ist, das sich in der Nähe des Mindest-(Anfangs-)werts einer Sägezahnwelle befindet. Demzufolge ergibt die Verwendung von mehr als zwei Lasergeräten Wellenlänge einen erweiterten Bereich eines Frequenzwobbelns, ohne eine Unterbrechung des Frequenzwobbelns zu fördern.
Das zweite Ausgangslicht der optischen Koppler- und Teilereinrichtung 804 wird durch eine optische Faser 814 übertragen, um durch ein Etalon 814 geleitet zu werden, in dem eine Frequenzänderung eines durchlaufenden Lichts in eine Änderung der Lichtintensität umgewandelt wird. Ein spektraler Durchlaßbereich des Etalons 814 wird in einem nachfolgend erläuterten Verfahren stabilisiert. Zuerst wird eine Frequenzmodulation (FM) an einem Halbleiterlasergerät 815 vorgenommen, das mit einer Wellenlänge schwingt, die bei einer der Absorptionslinien von Ammoniak absolut stabilisiert werden soll (ein absoluter Betrag einer Schwingungsfrequenz wird stabilisiert). Zweitens wird das vom Halbleiterlasergerät 815 ausgestrahlte Ausgangslicht durch das Etalon 814 geleitet. Drittens wird das durch das Etalon 814 geleitete Ausgangslicht in einem optischen Detektor in elektrische Signale umgewandelt. Viertens wird in einer Steuereinheit 817 eine Synchrongleichrichtung der so erhaltenen Signale durch Modulationswellen der oben erwähnten Frequenzmodulation vorgenommen. Schließlich wird das Ausgangssignal der Synchrongleichrichtung in der Steuereinheit 817 durch Nachregeln einer Temperatur des Etalons 814 so gesteuert, daß es "Null" ist. Gemäß der oben beschriebenen Steuerung wird eine Frequenz, bei der eine Intensität des durch das Etalon 814 geleiteten Lichts einen Spitzenwert annimmt, bei einer der Absorptionslinien von Ammoniak absolut stabilisiert, weil das Ergebnis der Synchrongleichrichtung der oben erwähnten elektrischen Signale gleich Null ist, wenn die Mittenfrequenz des Lasers 815 mit der Resonanzfrequenz des Etalons 814 zusammenfällt, wodurch die oben erwähnten elektrischen Signale frequenzverdoppelt werden. Folglich wird der spektrale Durchlaßbereich absolut stabilisiert.
Das dritte Ausgangslicht der optischen Koppler- und Teilereinrichtung 804, das durch eine optische Faser 15A übertragen wird, wird in einem optischen Koppler 15 mit Ausgangslichten der zu steuernden DFB-LDs 8, 9 und 10 kombiniert. Derart kombinierte Ausgangslichte werden in einem optischen Detektor 818 in elektrische Signale umgewandelt, die dann in einem Hochfrequenzverstärker 819 mit einer Bandpaßbreite von 1 GHz verstärkt werden. Schwebungsimpulse, die in einem Hüllkurven-Gleichrichter 820 aus dem Ausgangssignal des Hochfrequenzverstärkers 819 erhalten werden, sind von einhöckriger Gestalt, weil der Hochfrequenzverstärker 819 eine Bandpaßbreite von 1 GHz hat, ungeachtet der Tatsache, daß in den DFB-LDs 8, 9 und 10 eine Frequenzumtastungs-Modulation vorgenommen wird, so daß deren Spektren von doppelhöckriger Gestalt sind. Aus diesem Grund kann ein Fehler in der oben beschriebenen Steuerung vermieden werden.
Fig. 17 stellt eine Steuereinheit 7 aus Fig. 13 dar, und Fig. 18 stellt einen Programmablaufplan dar, der durch eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 821 in der Steuereinheit 7 gesteuert wird. In der Befehlsfolge wird eine Stromversorgung eingeschaltet, um die CPU 821 zu initialisieren, und Strom, der in ein DFB-LD 8 injiziert wird, das eines der drei zu steuernden DFB-LDs 8, 9 und 10 ist, wird in jedem Schritt um 0,5 mA erhöht. Eine Auswahl eines Lasergeräts aus den DFB- LDs 8, 9 und 10 wird auf der Grundlage einer Auswahl eines D/A-Wandlers von den D/A-Wandlern 822 bis 824 vorgenommen, die von einem Decoder 825 auf der Grundlage von Signalen vorgenommen wird, die an einem Ausgang K der CPU 821 erzeugt werden. Die Erhöhung des injizierten Stroms wird entsprechend einem Ausgangssignal eines so ausgewählten D/A-Wandlers vorgenommen, an den ein Ausgangssignal eines in der CPU 821 enthaltenen Zählers angelegt wird. Falls eine Zeitdifferenz zwischen einem Referenzimpuls und einem Schwebungsimpuls größer als ein vorbestimmter Betrag ist, wird der injizierte Strom um einen Strombetrag pro Schritt, d. h. 0,5 mA, erhöht. Wenn andererseits die Zeitdifferenz kleiner als der vorbestimmte Betrag wird, wird der injizierte Strom nicht mehr erhöht, und ein Betrag des so zu steuernden Stroms wird in einem zugehörigen der Speicher 826 bis 828 gespeichert, d. h. im Speicher 826 für das DFB-LD 8. Die Zeitdifferenz wird folgendermaßen festgestellt. Eine Folge von Referenzimpulsen wird vom Anschluß 71 über eine Schmitt-Trigger-Schaltung 829 und einen Inverter 830 an einen Dekadenzähler 833 angelegt, und eine Folge von Schwebungsimpulsen wird vom Anschluß 72 über eine Schmitt-Trigger-Schaltung 831 und einen Inverter 832 an einen Dekadenzähler 834 angelegt. Das Ausgangssignal an einem Anschluß 1 des Dekadenzählers 834 und das Ausgangssignal an einem Anschluß 1 des Dekadenzählers 833 (der ein vom Decoder 825 aus den Anschlüssen 1, 2 und 3 ausgewählter Anschluß ist) werden über einen vom Decoder 825 eingeschalteten Schalter 825A an eine Exklusiv-ODER-Schaltung 835 und eine UND-Schaltung 836 angelegt. Das Ausgangssignal der Exklusiv-ODER-Schaltung 835 wird an ein T-Flipflop 837 angelegt, und jenes der UND-Schaltung 836 wird an einen monostabilen Multivibrator 838 angelegt. Infolgedessen wird an einem Anschluß Q des T-Flipflops 837 eine Rechteckwelle erzeugt, die H-Pegel annimmt, wenn ein Impuls H-Pegel annimmt, der früher als der andere Impuls zwischen dem Referenz- und dem Schwebungsimpuls erzeugt worden ist, und die L- Pegel annimmt, wenn der andere Impuls H-Pegel annimmt. Die Rechteckwelle wird dann in einer Integrierschaltung 839 integriert, und ein darin integrierter Betrag, der zu der Zeitdifferenz proportional ist, wird in einem Vergleicher 840 mit einem vorbestimmten Betrag verglichen.
Nachdem das DFB-LD 8 in der oben beschriebenen Weise gesteuert wurde und der injizierte Strom im Speicher 826 gespeichert wurde, wird als nächstes das DFB-LD 9 derart gesteuert, daß es in einer Weise getrieben wird, daß ein injizierter Strom in jedem Schritt um 0,5 mA erhöht wird. Der Wechsel des aus den DFB-LDs 8, 9 und 10 auszuwählenden Lasergeräts erfolgt, wenn ein Betrag am Anschluß K in der CPU 821 um Eins erhöht wird. Folglich wird der D/A-Wandler 823 anstelle des D/A-Wandlers 822 ausgewählt. Gleichzeitig wird der Schalter 825B eingeschaltet, und das Ausgangssignal eines Anschlusses 2 des Dekadenzählers 833 wird abgetastet, um eine Zeitdifferenz zwischen einem zweiten Referenzimpuls und einem dazugehörigen Schwebungsimpuls festzustellen. Auch in bezug auf das DFB-LD 10 wird dieselbe Befehlsfolge ausgeführt, wie oben beschrieben. So werden anfängliche Strombeträge für die DFB-LDs 8, 9 und 10 ermittelt, die jeweils dorthinein zu injizieren sind. Auf dieser Stufe wird ein Ausgang E der CPU "high", so daß Schalter 841A bis 841C eingeschaltet werden, um einen Regelkreis zu schließen, in dem eine Schwingungsfrequenztrennung zwischen den DFB-LDs 8, 9 und 10 stabilisiert wird. Zu diesem Zweck sind Exklusiv-ODER-Schaltungen 503 bis 505, eine Impulsauswahlschaltung 506, Schaltungen zum Feststellen der Impulsreihenfolge 507A bis 507C und Integrierschaltungen 411 bis 413 in der gleichen Schaltungsstruktur angeordnet wie in der ersten Ausführungsform, so daß hier auf wiederholte Erläuterungen verzichtet wird.
In der dritten Ausführungsform wird ferner das Ausgangssignal an einem Anschluß 0 des Dekadenzählers in einer Integrierschaltung 842 integriert. Das Ausgangssignal ist eine Rechteckwelle, die H-Pegel annimmt, wenn eine Periode eines Schwingungsfrequenz-Wobbelns begonnen wird, und L-Pegel annimmt, wenn ein erster Referenzimpuls H-Pegel annimmt, so daß ein in der Integrierschaltung 842 integrierter Betrag einer Zeitdifferenz zwischen einer Anfangszeit eines Frequenzwobbelns und einem ersten Referenzimpuls entspricht. Der integrierte Betrag wird in einem Vergleicher 843 mit vorbestimmten Spannungen V&sub3; und V&sub4; verglichen, wie in Fig. 19 dargestellt. Wenn beim deren Vergleich der integrierte Betrag kleiner als die Spannung V&sub3; oder größer als die Spannung V&sub4; ist, wird der Schalter 844 eingeschaltet, um einen Regelkreis zu schließen, in dem der integrierte Betrag in einem Addierer 845 zu einem vom Sägezahngenerator 2 an das wellenlängenabstimmbare Lasergerät 1 angelegten Sägezahnwellenstrom addiert wird. Infolgedessen wird ein erster Referenzimpuls zu einer vorbestimmten Zeit ab einer Anfangszeit eines Frequenzwobbelns festgehalten, so daß das Verschwinden eines ersten Referenzimpulses auch dann vermieden werden kann, wenn eine äußere Störung dort angelegt wird.
Wie in der dritten Ausführungsform beschrieben, werden die DFB-LDs 8, 9 und 10 zu Beginn des Vorgangs in einer solchen Weise der Steuerung nacheinander getrieben, daß eines der DFB-LDs 8, 9 und 10 zuerst getrieben wird, und das nächste davon wird getrieben, wenn ein auf der Grundlage des Ausgangslichts des zuerst getriebenen DFB-LDs erzeugter Schwebungsimpuls auf einer Zeitachse ausreichend nah an einen zugehörigen Referenzimpuls gelangt. Daher wird die Vorrichtung, in der eine Frequenztrennung stabilisiert wird, während einer gesamten Befehlsfolge von einer Anfangsperiode der Stabilisierung der Frequenztrennung bis zu einer übrigen Periode der Steuerung einer normalen Betriebsweise automatisch gesteuert.
In der dritten Ausführungsform wird ferner eine Zeitdifferenz zwischen einer Anfangszeit eines Frequenzwobbelns und einer Erzeugungszeit eines Referenzimpulses so gesteuert, daß sie in einem vorbestimmten Bereich liegt. Falls im wellenlängenabstimmbaren Lasergerät 1 keine derartige Steuerung vorgenommen wird, wird eine Schwingungsfrequenz aufgrund einer äußeren Störung in Schwankungen versetzt. Noch schlimmer, es ist zu erwarten, daß ein Frequenzbereich des Wobbelns einer Durchlaßkennlinie eines optischen Resonators in Schwankungen versetzt wird, so daß ein erster Referenzimpuls, der an der Anfangsposition einer Wobbelperiode erzeugt wird, aufgrund der zeitlichen Verschiebung ausgelöscht wird. Andererseits wird in einem solchen Fall ein anderer Referenzimpuls erzeugt, der die Anfangsposition einer Wobbelperiode einnimmt. Wenn dies tatsächlich bei der Steuerung einer Frequenztrennung geschieht, kann kein vorbestimmtes Steuerungsergebnis erhalten werden. Eine Schwingungsfrequenz des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 1 wird in der oben beschriebenen Weise gesteuert, so daß die oben beschriebenen Nachteile sich nicht durchsetzen können und der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung stabil durchgeführt werden kann.
In der dritten Ausführungsform wird außerdem eine noch viel höherfrequente Komponente von Schwebungssignalen verwendet, die beim Kombinieren eines Frequenzwobbel-Lichts des wellenlängenabstimmbaren Lasergeräts 1 und der Ausgangslichte der DFB-LDs 8, 9 und 10 gewonnen wird, um Schwebungsimpulse zu erzeugen. Bei diesem Vorgang wird ein Schwebungsimpuls von einhöckriger Form sogar aus Licht gewonnen, das in der Nähe seines Spitzenwerts eine umgekehrte Form hat, weil an den DFB- LDs 8, 9 und 10 eine Frequenzumtastungs-Modulation mit einem hohen Modulationsindex vorgenommen wird. Folglich kann eine von einem Schwebungsimpuls von doppelhöckriger Form herrührende Fehlfunktion der Steuereinheit wirksam verhindert werden. In einem solchen Fall wird ein Schwebungsimpuls von einhöckriger Form aus mit anderen Modulationsverfahren moduliertem Licht oder aus Dauerstrichlicht erhalten, so daß es möglich ist, eine Frequenztrennung unter Verwendung jeder beliebigen Lichtmodulation zu stabilisieren.
In Fig. 20 ist eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten in einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt, bei der gleiche Teile durch die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 gekennzeichnet sind, so daß hier auf wiederholte Erläuterungen verzichtet wird. In der vierten Ausführungsform wird ein optischer Fabry-Perot-Resonator als Referenz für eine Frequenztrennung eingesetzt, der aus einem Etalon 901 aus Quarz mit einer Dicke von 1 cm, einem Brechungsindex von 1,5 und einer Feinheit von 1 besteht. Von einem wellenlängenabstimmbaren Lasergerät 1 ausgestrahltes Ausgangslicht fällt in das Etalon 901 ein, ohne in zwei Lichte geteilt zu werden. Das durch das Etalon 901 geleitete Licht wird durch eine optische Teilereinrichtung 902 in zwei Lichte geteilt. Die zwei Lichte werden durch optische Fasern 903 und 904 übertragen, um an zwei Lasergerätesysteme 905 und 906 angelegt zu werden, die einander im Aufbau gleichen, so daß hier nur das Lasergerätesystem 905 erläutert wird. Im Lasergerätesystem 905 wird durch die optische Faser 903 übertragenes Licht durch eine optische Teilereinrichtung 910 mit einem Eingang und drei Ausgängen in drei Lichte geteilt, um durch optische Fasern 907 bis 909 übertragen zu werden. ,Ein erstes durch die optische Faser 907 übertragenes Ausgangslicht weist ein kleines Verhältnis zwischen Höchst- und Mindestwerten der Lichtintensität über einer Zeit auf, die von einer Durchlaßkennlinie des Etalons 901 abhängig ist. Aus diesem Grund wird das erste Ausgangslicht durch eine Spitzenerkennungsschaltung 911 geleitet, die eine Funktion zur Erzeugung eines schmalen Impulses zum Zeitpunkt des Höchstwerts des Lichts aufweist, so daß darin eine Folge von Referenzimpulsen erhalten wird. Ein zweites durch die optische Faser 908 übertragenes Ausgangslicht wird durch ein Mach-Zehnder-Interferometer mit zwei Durchlaßwegen geleitet, zwischen denen eine Durchlaßverzögerungs-Zeitdifferenz von 1 Mikro-s erzeugt wird. Das Ausgangslicht des Mach-Zehnder-Interferometers enthält flache Anteile einer hohen Frequenz Δf&sub1; während eines Zeitabschnitts von 1 Mikro-s seit einer Anfangszeit einer Frequenz-Wobbelperiode für das wellenlängenabstimmbare Lasergerät 1 und Schwebungsanteile einer niedrigen Frequenz Δf&sub2; während einer übrigen Periode, wie in Fig. 21A dargestellt. Das Ausgangslicht wird in einem optischen Detektor 913 in ein elektrisches Signal umgewandelt, das an ein Hochpaßfilter 914 mit einer Grenzfrequenz von 1 GHz angelegt wird, wie in Fig. 21B dargestellt, so daß Taktimpulse für ein Frequenzwobbeln erhalten werden, die an eine Steuereinheit 7 anzulegen sind, wie in Fig. 21C dargestellt. Ferner wird ein drittes durch die optische Faser 909 übertragenes Ausgangslicht in einem optischen Koppler 15 mit von den DFB-LDs 8, 9 und 10 zugeführten Ausgangslichten kombiniert, so daß das dort derart kombinierte Licht der Steuereinheit 7 zugeführt wird, in der Schwebungsimpulse erzeugt werden, wie in den oben erläuterten Ausführungsformen beschrieben.
Wie oben beschrieben, können ein Frequenzwobbel-Licht, eine Folge von Referenzimpulsen und Taktimpulse für ein Frequenzwobbeln durch eine einzige optische Faser übertragen werden, so daß Zeitdifferenzen der Übertragungsverzögerung dieser Lichte vernachlässigt werden können, falls eine Stabilisierung einer Frequenztrennung in einer Anzahl von Lasergerätesystemen unter Verwendung desselben Frequenzwobbel-Lichts vorgenommen wird, wobei in ihnen eine Gleichzeitigkeit der Wellenlängen realisiert wird. Im Gegensatz dazu müssen diese Lichte in einer herkömmlichen Vorrichtung durch getrennte Leitungen übertragen werden. Aus diesem Grund muß eine Zahl von elektrischen und optischen Leitungen auf engem Raum installiert werden. Ferner können die oben beschriebenen Zeitdifferenzen der Übertragungsverzögerung nicht vernachlässigt werden, wenn die Lasergerätesysteme an voneinander getrennten Stellen angeordnet sind.
Das heißt, wenn eine Gleichzeitigkeit der Wellenlängen in einer Anzahl von Lasergerätesystemen unter Verwendung einer herkömmlichen Vorrichtung zur Stabilisierung einer Schwingungsfrequenztrennung realisiert wird, ist es erforderlich, daß Taktimpulse zum Anlegen von Frequenzwobbel-Signalen an ein Lasergerät Wellenlänge, ein Frequenzwobbel-Licht und eine Folge von Referenzimpulsen, die durch Leiten des Frequenzwobbel-Lichts durch einen optischen Resonator gewonnen werden, an die Anzahl von Lasergerätesystemen angelegt werden. In der vierten Ausführungsform wird andererseits ein optischer Resonator von geringer Feinheit als Referenz für eine Frequenztrennung eingesetzt. Daher wird das durch den Resonator von geringer Feinheit geleitete Licht nur der Anzahl von Lasergerätesystemen zugeführt, so daß die Zahl der Signalleitungen von drei auf eins verringert wird. Eine Folge von Referenzimpulsen wird in einer Spitzenerkennungsschaltung erhalten, an die ein elektrisches Signal angelegt wird, das in der vierten Ausführungsform aus dem durch den optischen Resonator von geringer Feinheit geleiteten Licht umgewandelt worden ist. Ferner werden Taktimpulse für ein Frequenzwobbeln in der Weise gewonnen, daß eines der zweigeteilten Lichte, die aus dem durch den optischen Resonator von geringer Feinheit geleiteten Licht gewonnen wurden, um ein vorbestimmtes Maß verzögert wird, um mit dem anderen der zweigeteilten Lichte kombiniert zu werden, wobei ein Schwebungssignal aus dem kombinierten Licht während eines Zeitabschnitts zu einer Anfangszeit, bei der das verzögerte Licht eine Frequenz einer Frequenzwobbel-Abschlußzeit hat, und zu einer Beendigungszeit, bei der das verzögerte Licht eine Frequenz einer Frequenzwobbel-Anfangszeit hat, einen hochfrequenten Anteil enthält, so daß der hochfrequente Anteil durch ein Hochpaßfilter geleitet wird, um die Taktimpulse zu erzeugen. Im allgemeinen gilt ferner, daß ein Frequenzwobbel-Licht, das mit von zu steuernden DFB-LDs ausgestrahlten Ausgangslichten kombiniert wird, während eines Frequenzwobbelns nicht in seiner Lichtintensität schwankt. Zu diesem Zweck ist eine zusätzlich in einem Frequenzwobbel-Licht ausgelöste Intensitätsschwankung viel kleiner als ein vorbestimmter Pegel, wenn das Licht durch einen optischen Resonator von geringer Feinheit geleitet wird. Daher kann ein durch einen solchen optischen Resonator von geringer Feinheit geleitetes Licht direkt für ein Frequenzwobbel-Licht genutzt werden. Demgemäß wird die Zahl der Signalleitungen auf eins verringert, verglichen mit drei Leitungen, die in einer herkömmlichen Vorrichtung benötigt werden.

Claims

1. Verfahren zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten mit den Schritten:

Wobbeln einer Schwingungsfrequenz eines Lasergeräts (1; 801, 1), an das ein externes Signal angelegt wird, um ein Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslicht auszustrahlen,

Erregen einer Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10), um Ausgangslichte mit Schwingungsfrequenzen in einem Frequenzbereich des Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslichts auszustrahlen,

Kombinieren des Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslichts und der Ausgangslichte mit Schwingungsfrequenzen, um kombinierte Lichtsignale zu erzeugen, die dann in elektrische Signale umgewandelt werden, wobei ein niederfrequenter Anteil der elektrischen Signale gefiltert wird, um eine Folge von Schwebungsimpulsen zu erzeugen, die den Schwingungsfrequenzen der Anzahl von Lasergeräten entsprechen,

Leiten eines Teils des Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslichts durch einen optischen Resonator (5; 901), der periodische Resonanzfrequenzen aufweist, um Referenz-Ausgangslichte der periodischen Resonanzfrequenzen zu erzeugen, die dann in elektrische Referenzimpulse umgewandelt werden, wobei ein Intervall der periodischen Resonanzfrequenzen gleich einer vorbestimmten Schwingungsfrequenztrennung zwischen der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10) ist,

Vergleichen von Erzeugungszeiten der Schwebungsimpulse und jenen der Referenzimpulse, um Fehlersignale zu erzeugen, die Zeitdifferenzen zwischen ihnen entsprechen, und

Steuern von Schwingungsfrequenzen der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10), so daß die Fehlersignale annähernd gleich einem vorbestimmten Wert sind.

2. Verfahren zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten nach Anspruch 1, wobei die von der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10) ausgestrahlten Ausgangslichte mit jeweils verschiedenen Frequenzen moduliert werden, wobei entsprechende Beziehungen zwischen den Schwebungsimpulsen und der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10) entsprechend den Modulationen der jeweils verschiedenen Frequenzen zugewiesen werden.

3. Verfahren zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine der periodischen Resonanzfrequenzen des optischen Resonators (5; 901) mit einer Schwingungsfrequenz eines frequenzabsolut stabilisierten Lasergeräts zusammenfällt, in der ein absoluter Betrag einer Schwingungsfrequenz stabilisiert wird.

4. Verfahren zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Zeitdifferenz zwischen einer Anfangszeit jeder Periode, in der das Schwingungsfrequenzwobbel-Ausgangslicht ausgestrahlt wird, und einem ersten Impuls der Referenzimpulse in der jeweiligen Periode so gesteuert wird, daß sie gleich einer vorbestimmten konstanten Zeit ist.

5. Verfahren zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Bandpaßbreite, durch die die Schwebungsimpulse geleitet werden, annähernd gleich einer Bandbreite ist, die die gleiche ist wie eine Verbreiterung eines Modulationswellen-Spektrums.

6. Gerät zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten, mit:

einem Lasergerät (1), an das ein Schwingungsfrequenz- Wobbelsignal angelegt wird, um ein Schwingungsfrequenzwobbel- Ausgangslicht in einem Frequenzbereich auszustrahlen, der die Schwingungsfrequenzen einer Anzahl von zu steuernden Lasergeräten (8, 9, 10) aufweist,

einem optischen Teiler (4) zum Aufteilen des Ausgangslichts der Lasergerät (1) in mindestens zwei Ausgangslichte,

einem ersten Optokoppler (14) zum Kombinieren der Ausgangslichte der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10),

einem zweiten Optokoppler (15) zum Kombinieren eines der mindestens zwei Ausgangslichte und des Ausgangslichts, das im ersten Optokoppler (14) kombiniert worden ist,

einem optischen Resonator (5), durch den das andere der mindestens zwei Ausgangslichte geleitet wird, um Übertragungslichte mit Intensitätspegeln zu erzeugen, die deren Übertragungskurve entsprechend einer Frequenzänderung desselben entsprechen, so daß von ihm Referenz-Ausgangslichte bereitgestellt werden,

einer Einrichtung (6) zum Umwandeln der Referenz-Ausgangslichte in elektrische Referenzimpulse,

einer Einrichtung (16) zum Umwandeln eines im zweiten Optokoppler (15) gewonnenen kombinierten Ausgangslichts in ein elektrisches Signal,

einem Tiefpaßfilter (405), durch das ein niederfrequenter Anteil des elektrischen Signals geleitet wird, um Schwebungsimpulse zu erzeugen, die den Schwingungsfrequenzen der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10) entsprechen,

einer Einrichtung (7) zum Erzeugen von Fehlersignalen entsprechend der Differenz der Erzeugungszeiten zwischen den Referenzimpulsen und den Schwebungsimpulsen, und

einer Einrichtung (17, 18, 19) zum Steuern der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10), die den Fehlersignalen entsprechend zu erregen sind, so daß die Fehlersignale gleich einem vorbestimmten Wert werden.

7. Gerät zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten, mit:

einem optischen Resonator (901), durch den das Ausgangslicht des Lasergeräts (1) geleitet wird,

einem ersten optischen Teiler (902) zum Aufteilen des vom ersten optischen Resonator (901) ausgestrahlten Ausgangslichts in eine vorbestimmte Zahl von Lichten, wobei der optische Resonator (901) von geringer Auflösung ist und das von der Schwingungsfrequenzwobbel-Lasergerät ausgestrahlte Ausgangslicht dort hindurch leitet,

einer vorbestimmten Zahl von Lasergerätesystemen (905, 906), wobei jedes ein entsprechendes der vorbestimmten Zahl von Lichten empfängt, wobei jedes der Lasergerätesysteme aufweist:

einen zweiten optischen Teiler (910), der ein so empfangenes Licht in mindestens drei Lichte aufteilt,

eine Spitzen-Erkennungseinrichtung (911), die eines der mindestens drei Lichte empfängt und Referenzimpulse erzeugt, die jedes Mal, wenn das eine der mindestens drei Lichte den Höchstwert annimmt, an eine Einrichtung (7) zum Steuern angelegt werden,

ein Mach-Zehnder-Interferometer (912), das ein anderes der mindestens drei Lichte empfängt und sein Ausgangssignal an die Einrichtung (7) anlegt,

einen ersten Optokoppler (14) zum Kombinieren der Ausgangslichte der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10),

einen zweiten Optokoppler (15) zum Kombinieren eines der mindestens drei Lichte und des Ausgangslichts, das im ersten Optokoppler (14) kombiniert worden ist,

ein Tiefpaßfilter (405), durch das ein niederfrequenter Anteil eines elektrischen Signals aus dem zweiten Optokoppler (15) geleitet wird, um Schwebungsimpulse zu erzeugen, die den Schwingungsfrequenzen der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10) entsprechen, wobei die Einrichtung (7) Fehlersignale entsprechend der Differenz der Erzeugungszeiten zwischen den Referenzimpulsen und den Schwebungsimpulsen erzeugt, und

eine Einrichtung (17, 18, 19) zum Steuern der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10), die den Fehlersignalen entsprechend zu erregen sind, so daß die Fehlersignale gleich einem vorbestimmten Wert werden.

8. Gerät zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Einrichtung (17, 18, 19) zum Steuern der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10) die Anzahl von Lasergeräten abwechselnd nacheinander erregt, so daß in jeder der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10) eine Differenz von Erzeugungszeiten kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.

9. Gerät zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner mit:

N optischen Amplitudenmodulatoren (231, 232, 233), in denen N von der Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10) ausgestrahlte Ausgangslichte mit N jeweils verschiedenen Frequenzen moduliert werden, und

N Bandpaßfiltern (707, 708, 709), wobei jedes eine der verschiedenen Frequenzen in seinem' Band aufweist, wobei N die Zahl der besagten Anzahl von Lasergeräten (8, 9, 10) ist.

10. Gerät zum Stabilisieren einer Schwingungsfrequenztrennung zwischen einer Anzahl von Lasergeräten nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner mit:

einer Anzahl von Schwingungsfrequenzwobbel-Lasergeräten (1, 801), wobei jedes einen von den anderen verschiedenen Schwingungsfrequenz-Wobbelbereich aufweist,

einer optische Kopplungs- und Teilungseinrichtung (804) zum Kombinieren der von der Anzahl von Schwingungsfrequenzwobbel-Lasergeräten (1, 801) ausgestrahlten Ausgangslichte und Aufteilen des derartig kombinierten Lichts in eine vorbestimmte Zahl von Lichten,

einer Einrichtung (7, 806) zum Steuern der Anzahl von Schwingungsfrequenzwobbel-Lasergeräten (1, 801), um Ausgangslichte auszustrahlen, die in dem verschiedenen Schwingungsfrequenz-Wobbelbereich entsprechend einem aus der vorbestimmten Zahl von Lichten teilweise überlagert sind, und

einer Einrichtung zum Erregen der Anzahl von Schwingungsfrequenzwobbel-Lasergeräten (1, 801), wobei jedes mit einem Eingangssignal versorgt wird, das auf der Grundlage eines von der Einrichtung (7, 806) zum Steuern der Anzahl von Schwingungsfrequenzwobbel-Lasergeräten (1, 801) angelegten Steuersignals verändert wird.