DE68919003T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillations-Frequenz-Unterschiedes einer Anzahl von Lasergeräten. - Google Patents

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten in der Anwendung auf eine optische Nachrichtenübertragung, bei der Lichtsignale im optischen Frequenzmultiplexverfahren mit hoher Frequenzdichte übertragen werden, um die Übertragungskapazität zu erhöhen.
Ausgangssituation der Erfindung
• Ein herkömmliches Verfahren zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten ist im "National Conference Record, 1986, The Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan", Teil 2, S. 2- 204, beschrieben worden. Bei dem Verfahren zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten wird eine Oszillationsfrequenz eines unter den mehreren Lasergeräten ausgewählten Lasergeräts auf der Grundlage einer Resonanzfrequenz eines Fabry-Perot-Etalons stabilisiert. Die Oszillationsfrequenzen der übrigen Lasergeräte, die durch einen optischen Fabry-Perot-Abtastresonator beobachtet werden, werden so stabilisiert, daß sie auf der Basis der Oszillationsfrequenz des gewählten Lasergeräts in einem vorgegebenen Abstand gehalten werden.
• Ein weiteres herkömmliches Verfahren zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten wurde im "Technical digest, 5th International Conference on Integrated Optics and Optical Fiber Communication", Bd. 111, 1. - 4. Oktober 1985, S. 61-64, beschrieben. Bei dem Verfahren zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten sollen die mehreren Lasergeräte, in denen eine Oszillationsfrequenz eines ausgewählten Lasergeräts stabilisiert wird, Lichtausgangssignale mit entsprechenden Frequenzen ausstrahlen, während ein Lasergerät mit Oszillationsfrequenzwobbelung so gesteuert wird, daß es entsprechend einem Sägezahn-Wobbelsignal ein frequenzgewobbeltes Lichtausgangssignal ausstrahlt. Die von den mehreren Lasergeräten ausgestrahlten Lichtausgangssignale werden mit dem frequenzgewobbelten Lichtausgangssignal gekoppelt, das von dem Lasergerät mit Oszillationsfrequenzwobbelung ausgestrahlt wird, um Schwebungssignale zu erzeugen, die dann in eine Folge von Impulssignalen umgewandelt werden. Die mehreren Lasergeräte werden so gesteuert, daß die Erzeugungszeiten der Impulssignale jeweils in vorgegebenen Abständen zur Erzeugungszeit eines Impulssignals liegen, das auf der Basis des Lichtausgangssignals erzeugt wird, welches von dem gewählten Lasergerät mit stabilisierter Oszillationsfrequenz ausgestrahlt wird. Im Ergebnis werden die mehreren Lasergeräte so stabilisiert, daß sie Lichtausgangssignale ausstrahlen, deren Oszillationsfrequenzen in einem vorgegebenen Abstand voneinander gehalten werden.
• Ein weiteres herkömmliches Verfahren zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten wurde in "The Technical Research Report, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers of Japan", Bd. 87, CS87-96, 1987, beschrieben. Bei dem Verfahren zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten wird ein optischer oder Fabry-Perot-Resonator in ein nach dem zweiten oben beschriebenen Verfahren arbeitendes Steuerungssystem eingesetzt, in dem der optische Resonator als Bezugsnormal für den Oszillationsfrequenzabstand verwendet wird.
• Bei den oben beschriebenen ersten bis dritten Verfahren werden jedoch die folgenden Nachteile beobachtet. Beim ersten Verfahren dient der optische Fabry-Perot-Resonator zur Realisierung des Oszillationsfrequenzabstands. Infolgedessen ist die Anzahl der Lasergeräte mit gleichzeitig gesteuertem Oszillationsfrequenzabstand auf etwa 10 bis 20 beschränkt, da die Anzahl von der Finesse des Fabry-Perot-Resonators abhängt. Ferner ist die mechanische Stabilität gering, da eine mechanische Wobbeloperation ausgeführt wird. Beim zweiten Verfahren muß zu dessen Ausführung ein Bezugsnormal des Oszillationsfrequenzabstands in ein System eingebracht werden, da im System kein Bezugsnormal für den Oszillationsfrequenzabstand vorhanden ist. Ferner wird das Bezugsnormal des Oszillationsfrequenzabstands durch eine Beziehung zwischen den aus den Schwebungssignalen gewonnenen Impulserzeugungszeiten und den zu diesen Zeiten an den Lasergeräten anliegenden Spannungen festgelegt, welche auf einer Beziehung einer veränderten, gewobbelten Oszillationsfrequenz zu einer am Lasergerät mit Oszillationsfrequenzwobbelung anliegenden Spannung basiert, so daß der ursprünglich eingestellte Oszillationsfrequenzabstand nicht erhalten bleibt, falls sich die Beziehung infolge der säkularen Variation der Lasergeräte verändert, und in einem Lasergerät, das anstelle eines defekten Lasergeräts neu eingebaut wird, nochmals eine Zielspannung eingestellt werden muß. Beim dritten Verfahren ist selbst in einem einwandfrei arbeitenden Lasergerät eine Abweichung der Oszillationsfrequenz unvermeidlich, falls in irgendeinem der Lasergeräte mit gesteuertem Oszillationsfrequenzabstand oder in dem Lasergerät mit gewobbelter Oszillationsfrequenz irgendein Defekt auftritt; allerdings werden die Nachteile des ersten und des zweiten Verfahrens überwunden.
Zusammenfassung der Erfindung
• Dementsprechend besteht eine erste Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten zu schaffen, wobei die Anzahl der Lasergeräte mit zu steuerndem Oszillationsfrequenzabstand nicht beschränkt ist.
• Eine zweite Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten zu schaffen, wobei über eine lange Zeit eine hohe Stabilität aufrechterhalten wird.
• Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten, wobei der ursprünglich eingestellte Oszillationsfrequenzabstand trotz der säkularen Variation eines Lasergeräts aufrechterhalten wird.
• Eine vierte Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten, wobei die Oszillationsfrequenzen von nicht defekten Lasergeräten auch dann weiter gesteuert werden, wenn in mindestens einem der zu steuernden Lasergeräte oder in einem Lasergerät mit Oszillationsfrequenzwobbelung ein Defekt auftritt.
• Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten geschaffen, das die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
• Wobbeln der Oszillationsfrequenz eines Bezugs-Halbleiterlasergeräts, an das ein äußeres Signal angelegt wird, um ein Lichtausgangssignal auszustrahlen, dessen Oszillationsfrequenz über einen Frequenzbereich variiert;
• Ansteuern mehrerer Halbleiterlasergeräte, so daß diese Lichtausgangssignale ausstrahlen, deren Oszillationsfrequenz jeweils im Oszillationsfrequenz-Wobbelbereich des vom Bezugs- Halbleiterlaser ausgestrahlten Lichtausgangssignals liegt;
• Kombination des frequenzgewobbelten Lichtausgangssignals aus dem Bezugs-Halbleiterlaser und der Lichtausgangssignale aus den mehreren Halbleiterlasergeräten zur Erzeugung kombinierter Lichtsignale, die dann in elektrische Signale umgewandelt werden, wobei eine niederfrequente Komponente der elektrischen Signale gefiltert wird, um eine Folge von Schwebungsimpulsen zu erzeugen, die den Oszillationsfrequenzen der mehreren Halbleiterlasergeräte entsprechen;
• Durchgang eines Teils des von dem Bezugs-Halbleiterlaser ausgehenden frequenzgewobbelten Lichtausgangssignals durch einen optischen Resonator mit periodischen Resonanzfrequenzen, um bei den periodischen Resonanzfrequenzen Bezugs- Lichtausgangssignale zu erzeugen, die dann in elektrische Bezugsimpulse umgewandelt werden, wobei das Intervall zwischen den periodischen Resonanzfrequenzen gleich einem vorgegebenen Oszillationsfrequenzabstand zwischen den mehreren Halbleiterlasergeräten ist;
• Vergleich der Auftrittszeiten der Schwebungsimpulse mit denen der Bezugsimpulse, um Fehlersignale zu erzeugen, die der Zeitdifferenz zwischen den Impulsen entsprechen;
• Steuerung der Oszillationsfrequenzen der mehreren Halbleiterlasergeräte, derart daß die Fehlersignale annähernd gleich einem vorgegebenen Wert sind;
• Überwachung des Auftretens jedes der Schwebungsimpulse innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer vor und nach dem Auftreten der Bezugsimpulse; und
• Erzeugung eines Blindschwebungsimpulses am Ende der vorgegebenen Zeitdauer, falls bei der Überwachung des Auftretens jedes Schwebungsimpulses kein Schwebungsimpuls erfaßt wird, wobei der Blindschwebungsimpuls zur Erzeugung des Fehlersignals mit einem entsprechenden von den Bezugsimpulsen verglichen wird.
• Erfindungsgemäß weist eine Vorrichtung zur Stabilisierung unter mehreren Lasergeräten auf:
• ein Bezugs-Halbleiterlasergerät, an das ein Signal zum Wobbeln der Oszillationsfrequenz über einen Frequenzbereich angelegt wird;
• mehrere Halbleiterlasergeräte, die jeweils ein Lichtausgangssignal bei einer Oszillationsfrequenz im Frequenzbereich der Oszillationsfrequenzwobblung des von dem Bezugs- Halbleiterlasergerät ausgehenden Lichtausgangssignals ausstrahlen;
• einen optischen Teiler zum Aufteilen des von dem Bezugs-Halbleiterlasergerät ausgehenden Lichtausgangssignals in mindestens zwei Lichtausgangssignale;
• einen ersten optischen Koppler zur Kombination der von den mehreren Lasergeräten ausgehenden Lichtausgangssignale;
• einen zweiten optischen Koppler zur Kombination eines der mindestens zwei Lichtausgangssignale mit den im ersten optischen Koppler kombinierten Lichtausgangssignalen;
• einen optischen Resonator, durch den das andere von den mindestens zwei Lichtausgangssignalen geschickt wird, um Durchstrahlungs-Lichtausgangssignale zu erzeugen, deren Intensitätswerte mit Resonanzpeaks übereinstimmen, so daß von dort Bezugs-Lichtausgangssignale eingespeist werden;
• eine Einrichtung zur Umwandlung der Bezugs-Lichtausgangssignale in elektrische Bezugsimpulse;
• eine Einrichtung zur Umwandlung des im zweiten optischen Koppler erhaltenen kombinierten Lichtausgangssignals in ein elektrisches Signal;
• ein Tiefpaßfilter, durch das eine niederfrequente Komponente des elektrischen Signals geschickt wird, um Schwebungsimpulse zu erzeugen, die den Oszillationsfrequenzen der mehreren Lasergeräte entsprechen;
• eine Einrichtung zur Erzeugung von Fehlersignalen entsprechend der Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Bezugsimpulse und der Schwebungsimpulse;
• Einrichtungen, um die mehreren, entsprechend den Fehlersignalen anzusteuernden Lasergeräte so zu steuern, daß die Fehlersignale einen vorgegebenen Wert annehmen;
• eine Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung zum Überwachen des Auftretens jedes der Schwebungsimpulse innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer vor und nach dem Auftreten der Bezugsimpulse; und
• eine Blindschwebungsimpuls-Erzeugungsschaltung zur Erzeugung eines Blindschwebungsimpulses am Ende der vorgegebenen Zeitdauer, falls die Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung keinen Schwebungsimpuls erfaßt;
• wobei die Steuereinrichtung die Einrichtung zur Erzeugung des Fehlersignals gemäß dem Vergleich zwischen dem Blindschwebungsimpuls und einem entsprechenden Bezugsimpuls steuert.
• Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten auf:
• ein Bezugs-Halbleiterlasergerät, an das ein Signal zum Wobbeln der Oszillationsfrequenz über einen Frequenzbereich angelegt wird;
• mehrere Halbleiterlasergeräte, die jeweils ein Lichtausgangssignal bei einer Oszillationsfrequenz im Frequenzbereich der Oszillationsfrequenzwobbelung des von dem Bezugs- Halbleiterlasergerät ausgehenden Lichtausgangssignals ausstrahlen;
• einen optischen Teiler zum Aufteilen des Lichtausgangssignals des Bezugs-Halbleiterlasergeräts in mindestens zwei Lichtausgangssignale;
• mehrere optische Modulatoren zur Modulation der Lichtausgangssignale von den mehreren Lasergeräten mit unterschiedlichen Modulationsfrequenzen;
• einen ersten optischen Koppler zur Kombination der von den mehreren optischen Modulatoren ausgehenden Lichtausgangssignale;
• einen zweiten optischen Koppler zur Kombination eines der mindestens zwei Lichtausgangssignale mit den im ersten optischen Koppler kombinierten Lichtausgangssignalen;
• einen optischen Resonator, durch den das andere von den mindestens zwei Lichtausgangssignalen geschickt wird, um Durchstrahlungs-Lichtausgangssignale zu erzeugen, deren Intensitätswerte mit Resonanzpeaks übereinstimmen, so daß von dort Bezugs-Lichtausgangssignale eingespeist werden;
• eine Einrichtung zur Umwandlung des im zweiten optischen Koppler erhaltenen kombinierten Lichtausgangssignals in ein elektrisches Signal;
• ein Tiefpaßfilter, durch das eine niederfrequente Komponente des elektrischen Signals geschickt wird, um Schwebungsimpulse zu erzeugen, die den Oszillationsfrequenzen der mehreren Lasergeräte entsprechen;
• eine Einrichtung zur Erzeugung von Fehlersignalen entsprechend der Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Bezugsimpulse und der Schwebungsimpulse;
• eine Einrichtung zur Überwachung der Lichtausgangsleistungen des Bezugs-Halbleiterlasergeräts und der mehreren Lasergeräte;
• eine Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung, um das kombinierte Lichtausgangssignal des zweiten optischen Kopplers zu empfangen und um zu überwachen, ob den verschiedenen Modulationsfrequenzen entsprechende Schwebungsimpulse in dem kombinierten Lichtausgangssignal festgestellt werden oder nicht;
• eine Einrichtung zum Variieren eines Injektionsstroms für mindestens eines von den mehreren Lasergeräten innerhalb eines vorgegebenen Strombereichs, wobei von der Überwachungseinrichtung kontrolliert wird, ob die Lichtausgangsleistung des mindestens einen Lasergeräts größer ist als ein erster vorgegebener Leistungswert, falls die Schwebungsimpuls- Überwachungsschaltung keinen dem mindestens einen Lasergerät entsprechenden Schwebungsimpuls erfaßt; und
• eine Einrichtung zum Abschalten eines Injektionsstroms für mindestens eines der mehreren Lasergeräte, falls die Lichtausgangsleistung des überwachten mindestens einen Lasergeräts kleiner ist als ein zweiter vorgegebener Leistungswert und die Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung trotz Veränderung des Injektionsstroms in dem vorgegebenen Strombereich keinen dem mindestens einen Lasergerät entsprechenden Schwebungsimpuls erfaßt; und
• eine Einrichtung, welche die mehreren entsprechend den Fehlersignalen anzusteuernden Lasergeräte so steuert, daß die Fehlersignale einen vorgegebenen Wert annehmen, falls die Lichtausgangsleistungen der mehreren Lasergeräte sämtlich größer sind als der erste vorgegebene Leistungswert und die den verschiedenen Modulationsfrequenzen entsprechenden Schwebungsimpulse alle nachgewiesen werden, und welche im Falle eines Absinkens der Lichtausgangsleistung des Bezugs- Halbleiterlasergeräts unter einen dritten vorgegebenen Leistungswert die anzusteuernden mehreren Lasergeräte mit Injektionsströmen steuert, die gleich den Werten im letzten Augenblick sind, in dem das Bezugs-Halbleiterlasergerät noch so ausgesteuert wird, daß seine ausgestrahlte Lichtleistung größer ist als der dritte vorgegebene Leistungswert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
• Fig. 1 ein Blockschaltbild, das ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel darstellt;
• Fig. 2 eine erläuternde Ansicht, die ein im ersten Ausführungsbeispiel verwendetes Lasergerät mit abstimmbarer Wellenlänge darstellt;
• Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, die ein im ersten Ausführungsbeispiel verwendetes DFB-LD (Lasergerät mit verteilter Rückkopplung) darstellt;
• Fig. 4 ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit im ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
• Fig. 5 einen Schaltplan einer Schaltung zur Erfassung der Differenz zwischen Impulserzeugungszeitpunkten im ersten Ausführungsbeispiel;
• Fig. 6 einen Schaltplan eines Treibers für das DFB-LD im ersten Ausführungsbeispiel;
• Fig. 7A bis 7N und Fig. 8A bis 8D Impulsdiagramme, welche die Funktionsweise im zweiten Ausführungsbeispiel darstellen;
• Fig. 9 ein Blockschaltbild, das ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel darstellt;
• Fig. 10 ein erläuterndes Diagramm, das einen optischen Amplitudenmodulator im zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
• Fig. 11 ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit im zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
• Fig. 12 ein Blockschaltbild, das eine Schaltung zur Erfassung der Differenz zwischen den Impulserzeugungszeitpunkten darstellt;
• Fig. 13A bis 13F und Fig. 14A bis 14E Impulsdiagramme, welche die Funktionsweise im ersten Ausführungsbeispiel darstellen.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
• Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten im ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, die aufweist: ein planares Zweikanal-Halbleiterlasergerät 1 mit vergrabener Heterostruktur, verteiltem Braggschem Reflektor und im 1,55 um-Band abstimmbarer Wellenlänge (im folgenden bezeichnet als "Laser mit abstimmbarer Wellenlängell oder "Bezugs -Halbleiterlasergerät"), einen Sägezahngenerator 2, von dem ein Sägezahnstrom in einen Phasensteuerungs-(PC)-Bereich und einen DBR-Bereich des Lasergeräts 1 mit abstimmbarer Wellenlänge injiziert wird, einen Isolator 3, durch den ein Lichtausgangssignal des Lasergeräts 1 mit abstimmbarer Wellenlänge geschickt wird, einen optischen Teiler 4 zum Aufteilen des Lichtausgangssignals in zwei Lichtausgangssignale, die durch optische Fasern 5A und 15A weitergeleitet werden, einen optischen Fabry-Perot- Resonator 5 mit drei Resonanzfrequenzen (gleich der Anzahl der nachstehend beschriebenen Lasergeräte 8, 9 und 10), durch den ein von der optischen Faser 5A zugeführtes Lichtausgangssignal geschickt wird, um in einer Periode der Sägezahnschwingung des Generators 2 auf der Basis der drei Resonanzfrequenzen drei Lichtimpulse zu erzeugen, einen ersten optischen Detektor 6 zur Umwandlung der drei vom optischen Resonator 5 zugeführten Lichtimpulse in drei elektrische Signale, die 1,55 um-Band-Lasergeräte mit verteilter Rückkopplung 8, 9 und 10 mit den Modulationssignal-Eingangsanschlüssen 24, 25 und 26 (im folgenden bezeichnet als "DFB-LD"), zwischen denen der Oszillationsfrequenzabstand stabilisiert wird und die jeweils in Frequenzumtastung mit einer Schrittgeschwindigkeit von 400 Mb/s und einem Modulationsindex von 2,5 moduliert werden, optische Isolatoren 11, 12 und 13, durch welche die Lichtausgangssignale der DFB-LDs 8, 9 und 10 geschickt werden, einen optischen Koppler 14 zur Kombination der durch die optischen Fasern 14A, 14B und 14C übertragenen Lichtausgangssignale und zur Teilung der so kombinierten Lichtausgangssignale in zwei Lichtausgangssignale, die durch eine optische Faser 15B bzw. durch ein optisches Übertragungskabel 30 übertragen werden, einen zweiten optischen Koppler 15 zur Kombination der durch die optischen Fasern 15A und 15B übertragenen Lichtausgangssignale, einen zweiten optischen Detektor 16 zur Umwandlung des so im zweiten optischen Koppler 15 kombinierten und durch eine optische Faser 16A übertragenen Lichtausgangssignals in ein elektrisches Signal, eine Steuereinheit 7 zur Erzeugung von Fehlersignalen entsprechend den an den Eingangsanschlüssen 71 und 72 empfangenen elektrischen Signalen, Lasertreibereinrichtungen 17, 18 und 19 zum Ansteuern der DFB-LDs 8, 9 und 10, um den Oszillationsfrequenzabstand zu stabilisieren, und Temperaturregeleinrichtungen 20, 21, 22 und 23, auf denen das Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge und die DFB-LDs 8, 9 bzw. 10 montiert sind.
• Das Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge wurde ausführlich in den "Electronics Letters", Bd. 23, Nr. 8, 9. April 1987, S. 403-405, und in "Nikkei Electronics", 15. Juni 1987, S. 149-161, unter dem Titel "Varying a wavelength of a semiconductor laser device" (Veränderung der Wellenlänge eines Halbleiterlasergeräts) beschrieben. Wie in Fig. 2 dargestellt, weist das Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge einen aktiven Bereich 201, einen Phasensteuerbereich (PC-Bereich) 202 und einen Bereich mit verteiltem Braggschem Reflektor (DBR-Bereich) 203 auf, in welche durch die Elektroden 204, 205 bzw. 206 die Ströme Ia, Ip bzw. Id injiziert werden. Der in den aktiven Bereich 201 injizierte Strom Ia dient hauptsächlich dazu, das Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge zur Oszillation zu bringen, während die Ströme Ip und Id (die in Abhängigkeit von entsprechenden Widerstandswerten durch Teilung aus einem Gesamtstrom It gewonnen werden) hauptsächlich zur Abstimmung auf eine Oszillationswellenlänge dienen.
• Der optische Fabry-Perot-Resonator 5 wurde ausführlich in "Optical electronics", 1985, Kapitel 4, von Ammon Yariv, Verl. Holt, Rinehart und Winston, Inc., beschrieben. In dem Ausführungsbeispiel wird eine Etalonplatte aus Quarzglas mit einem Brechungsindex von 1,5, einer Dicke von 1 cm und einer Finesse von 30 als optischer Resonator 5 verwendet. Die Finesse ist definiert als Verhältnis des optischen Resonanzfrequenzabstands zur vollen Halbwertsbreite eines optischen Durchlaßbereichs in der Mitte einer optischen Resonanzfrequenz.
• Die Lasergeräte mit verteilter Rückkopplung (DFB-LDs) 8, 9 und 10 wurden ausführlich in einem Bericht unter dem Titel "Highly stable single longitudinal mode operation in λ/4 shift 1.5 um DFB-DC-PBH LDs" (Hochstabiler Einfrequenz- Longitudinalmode-Betrieb in 1,5 um-DFB-DC-Lasern mit λ/4 Phasenverschiebung), 12th European Conference on Optical Communication, 22./25. Sept. 1986, Technical Digest, Bd. 1, S. 29-32, beschrieben. Wie in Fig. 3 dargestellt, weist das Lasergerät die folgenden Elemente auf: ein InP-Gittersubstrat erster Ordnung 301 mit einer λ/4-Phasenverschiebungsposition 302, eine Wellenleiterschicht 303 und eine SiO&sub2;-Schicht 306 und ferner die Kontakte 307 bzw. 308, die an der oberen Fläche der nacheinander auf das Gittersubstrat 301 aufgewachsenen Schichten bzw. an der Rückseite des Substrats 301 aufgebracht sind, an beiden Seitenflächen des Bausteins aufgebrachte SiN- Schichten 309 und eine auf dem Kontakt 307 aufgebrachte PHS- Schicht 310.
• Fig. 4 zeigt die Steuereinheit 7, die in Fig. 1 kurz beschrieben wird. Die Steuereinheit 7 weist die folgenden Elemente auf: einen Tiefpaßverstärker 401 zur Verstärkung elektrischer Impulssignale, die am Anschluß 71 von dem optischen Detektor 6 ankommen, eine Schmitt-Triggerschaltung 402 zur Erzeugung logischer Signale mit einem vorgegebenen Logikpegel, der jeweils den Ausgangssignalen des Tiefpaßverstärkers 401 entspricht, einen Inverter 403 zur Inversion der Logiksignale, einen Tiefpaßverstärker 405 mit einer Grenzfrequenz von 600 MHz und mit der Funktion eines Tiefpaßfilters, um als "Schwebungsimpulse" bezeichnete elektrische Signale zu erzeugen, wenn der Frequenzunterschied der Lichtausgangssignale zwischen dem Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge und den DFB-LDs 8, 9 und 10 im Bereich von annähernd ± 600 MHz liegt, einen Hüllkurvendetektor 406, in welchem die Schwebungsimpulse einer Hüllkurvendetektion unterworfen werden, eine Schmitt- Triggerschaltung 407 zur Erzeugung logischer Signale entsprechend den Ausgangssignalen des Hüllkurvendetektors 406 und einen Inverter 408 zur Inversion der logischen Signale, eine Schaltung 410 zur Detektion der Impulserzeugungs-Zeitdifferenz zwischen den Bezugsimpulsen und den Schwebungsimpulsen entsprechend den an den Anschlüssen 404 und 409 empfangenen Logiksignalen, sowie Integrationsschaltungen 411, 412 und 413 zur Integration der Impulserzeugungs-Zeitdifferenz, die in der Schaltung 410 erfaßt wird. Ausgangssignale der Integrationsschaltungen 411, 412 und 413 werden den oben erwähnten Treibern 17, 18 und 19 zugeführt.
• Fig. 5 zeigt die Schaltung 410 zur Erfassung der Impulserzeugungs-Zeitdifferenz, welche die folgenden Elemente aufweist: einen ersten Dekadenzähler 501 mit einem Takteingangssignal-Anschluß zum Empfang der Bezugsimpulse am Anschluß 404 und drei Ausgangsanschlüssen 1 bis 3, die sequentiell eine Folge von Rechteckwellen liefern, die jeweils durch einen Bezugsimpuls den H-Pegel und durch einen darauffolgenden Bezugsimpuls den L-Pegel annehmen, mit Ausnahme des Ausgangsanschlusses 3, an dem eine Rechteckwelle durch einen dritten Bezugsimpuls den H-Pegel und am Ende einer Periode einer am Rücksetzeingangsanschluß empfangenen Sägezahnschwingung den L-Pegel annimmt; einen zweiten Dekadenzähler 502, der die gleiche Funktion hat wie der erste Dekadenzähler 501, außer daß die Schwebungsimpulse am Anschluß 409 empfangen werden; Exklusiv-ODER-Schaltungen 503 bis 505, die jeweils über zwei Eingangsanschlüsse mit den entsprechenden Ausgangsanschlüssen 1, 2 oder 3 des ersten und des zweiten Dekadenzählers 501 und 502 verbunden sind; eine Impulswählschaltung 506 mit UND-Schaltungen 506A, 506B und 506C und einem Inverter 506D zur Auswahl des Signaldurchlaufs von den Exklusiv-ODER- Schaltungen 503 bis 505 zur nächsten Stufe, erste bis dritte Impulsreihenfolge-Detektionsschaltungen 507A, 507B und 507C, die jeweils die Reihenfolge der Impulserzeugung zwischen dem Bezugsimpuls und dem Schwebungsimpuls erfassen, und einen selbsterregten Multivibrator 512, der mit den Rücksetzeingangsanschlüssen des ersten und des zweiten Dekadenzählers 501 und 502 und mit dem Sägezahngenerator 2 verbunden ist. Jede der ersten bis dritten Impulsreihenfolge-Detektionsschaltungen 507A, 507B und 507C weist einen monostabilen Multivibrator 508, eine Polaritätsumkehrschaltung 509 und Schalter 510 und 511 auf, die durch Ausgangssignale der Anschlüsse Q und Q des monostabilen Multivibrators 508 geschlossen und geöffnet werden. In der Schaltung 507A ist der Multivibrator 508 an einem Anschluß CD mit der Impulswählschaltung 506 und an einem Anschluß B mit dem Anschluß 409 verbunden. Demgegenüber sind in den Schaltungen 507B und 507C die Multivibratoren 508 an einem Anschluß CD mit der Impulswählschaltung 506 und an einem Anschluß B mit den Ausgangsanschlüssen 1 bzw. 2 des zweiten Dekadenzählers 502 verbunden. Die Schaltung 410 weist ferner eine Blindimpuls-Erzeugungsschaltung auf, welche die folgenden Elemente aufweist: einen monostabilen Multivibrator 531 zur Erzeugung einer Rechteckwelle mit der Breite T&sub1; zum Anstiegszeitpunkt des Bezugssignals und zum Startzeitpunkt der Wobbelperiode, einen monostabilen Multivibrator 532 zur Erzeugung einer Rechteckwelle mit der Breite T&sub2; zum Abfallzeitpunkt der Rechteckwelle des monostabilen Multivibrators 531, eine UND- Schaltung 533 mit zwei an den monostabilen Multivibrator 532 bzw. den Anschluß 409 angeschlossenen Eingängen, einen monostabilen Multivibrator 534, der durch ein Ausgangssignal der UND-Schaltung 533 angesteuert wird, einen monostabilen Multivibrator 535, der mit dem monostabilen Multivibrator 532 verbunden ist und den monostabilen Multivibrator 534 zurücksetzt, einen monostabilen Multivibrator 536 zur Erzeugung einer Rechteckwelle zum Abfallzeitpunkt der Rechteckwelle mit der Breite T&sub2;, ein ODER-Glied 537 mit zwei an den monostabilen Multivibrator 536 bzw. den Anschluß 409 angeschlossenen Eingängen und einem mit dem Zähler 502 verbundenen Ausgang, eine UND-Schaltung 538 mit zwei an den monostabilen Multivibrator 534 bzw. einen Inverter 539 angeschlossenen Eingängen sowie einem an den monostabilen Multivibrator 536 angeschlossenen Ausgang, und eine ODER-Schaltung 540 mit zwei Eingängen, die mit dem Anschluß 404 bzw. dem Sägezahngenerator 2 verbunden sind, und einem an den monostabilen Multivibrator 531 angeschlossenen Ausgang, wobei die Breiten T&sub1; und T&sub2; der Rechteckwellen durch Regelwiderstände R&sub1; und R&sub2; variiert werden.
• Fig. 6 zeigt die Lasertreibereinrichtung 17 zur Ansteuerung des DFB-LD 8 in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Integrationsschaltung 411, das am Anschluß 601 empfangen wird. Die Lasertreibereinrichtung 17 weist die folgenden Elemente auf: einen Operationsverstärker 602 mit einem positiven Eingangsanschluß, der über die Widerstände R&sub1; und R&sub2; mit einer Bezugsspannungs-Einrichtung 603 und über einen Widerstand R&sub3; mit Masse verbunden ist, und einem negativen Eingangsanschluß, der über einen Widerstand R&sub4; mit dem Anschluß 601 sowie mit einem Rückführwiderstand R&sub5; verbunden ist, und einen Treibertransistor 604, dessen Basis mit dem Operationsverstärker 602 verbunden ist, während sein Emitter mit dem DFB-LD 8 und über einen Widerstand R&sub6; mit Masse verbunden ist.
• Im Betrieb wird das Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge durch einen in den aktiven Bereich 201 injizierten Strom Ia, der einen Vorspannungsstrom von 50 mA und einen von dem Sägezahngenerator 2 eingespeisten Sägezahnstrom 2a (wie in Fig. 7A und 7B dargestellt) mit einer Wiederholungsfrequenz von 500 Hz und einem Stromstärkebereich von 0 bis 5,4 mA enthält, sowie durch einen in die PC- und DBR-Bereiche 202 und 203 injizierten Strom It angesteuert, der nur einen Sägezahnstrom 2a mit der gleichen Wiederholungsfrequenz und dem gleichen Stromstärkebereich wie für den aktiven Bereich 201 enthält, so daß in dem Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge die Oszillationswellenlänge über eine Breite von 45 GHz gewobbelt wird, und die Injektion des Sägezahnstroms 2a in das Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge kompensiert einen Absorptionsverlust, der in den PC- und DBR-Bereichen 202 und 203 durch die Injektion des Sägezahnstroms 2a in diese Bereiche entsteht, und unterdrückt die Schwankung eines von dem Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge ausgestrahlten Lichtausgangssignals. Das Lichtausgangssignal des Lasergeräts 1 mit abstimmbarer Wellenlänge wird durch den Isolator 3 geschickt und dann durch den optischen Teiler 4 aufgeteilt und durch die optischen Fasern 5A bzw. 15A weitergeleitet. Das Lichtausgangssignal der optischen Faser 5A wird dem optischen Fabry-Perot-Resonator 5 zugeführt, so daß in einer Periode der Sägezahnwelle drei Lichtausgangsimpulse erzeugt werden, wenn eine Oszillationsfrequenz des Lasergeräts 1 mit abstimmbarer Wellenlänge mit den drei Resonanzfrequenzen des Resonators 5 übereinstimmt. Die drei so erzeugten Lichtausgangssignale werden in dem optischen Detektor 6 in drei elektrische Signale umgewandelt, die dann den Anschlüssen 71 der Steuereinheit 7 zugeführt werden. Gleichzeitig werden die DFB-LDs 8, 9 und 10 so angesteuert, daß sie Lichtausgangssignale ausstrahlen, die von den Treibereinrichtungen 17, 18 bzw. 19 durch die Isolatoren 11, 12 bzw. 13 geleitet werden. Die durch die Isolatoren 11, 12 und 13 geleiteten Lichtausgangssignale werden dann durch die optischen Fasern 14A, 14B und 14C übertragen und dann in dem ersten optischen Koppler 14 kombiniert. Das vom ersten optischen Koppler 14 zugeführte Licht wird durch die optische Faser 15B übertragen und dann im zweiten optischen Koppler 15 mit dem aus der optischen Faser 15A zugeführten Licht kombiniert. Das kombinierte Licht wird durch die optische Faser 16A weitergeleitet und dann im zweiten Detektor 16 in elektrische Signale umgewandelt, die dem Anschluß 72 der Steuereinheit 7 zugeführt werden.
• In der Steuereinheit 7 werden die am Eingangsanschluß 71 vom ersten optischen Detektor 6 ankommenden elektrischen Impulssignale im Tiefpaßverstärker 401 verstärkt und dann in der Schmitt-Triggerschaltung 402 in logische Signale umgewandelt. Die Polarität der logischen Signale wird umgekehrt, und die Signale werden an den Eingangsanschluß 404 der Schaltung 410 angelegt. Die invertierten logischen Signale werden als "erster bis dritter Bezugsimpuls 404a" definiert, wie in Fig. 7A dargestellt. Die am Eingangsanschluß 72 vom zweiten optischen Detektor 16 ankommenden elektrischen Signale werden dem Tiefpaßverstärker 405 zugeführt, in dem die Schwebungssignale der drei elektrischen Impulssignale erzeugt werden, wenn der Frequenzunterschied zwischen dem Lichtausgangssignal des Lasergeräts 1 mit abstimmbarer Wellenlänge und den Lichtausgangssignalen der DFB-LDs 8, 9 und 10 im Bereich von ± 600 MHz liegt. Die drei Impulse werden in dem Hüllkurvendetektor 406 einer Hüllkurvendetektion unterworfen und dann in der Schmitt- Triggerschaltung 407 in logische Signale umgewandelt, die dann im Inverter 408 invertiert werden. Die invertierten logischen Signale werden dem Eingangsanschluß 409 der Schaltung 410 zugeführt und sind in Fig. 7B als "erstes bis drittes Schwebungssignal 409a" dargestellt.
• In der Schaltung 410 werden der erste bis dritte Bezugsimpuls 404a dem Dekadenzähler 501 zugeführt, und der erste bis dritte Schwebungsimpuls 409a werden über die ODER-Schaltung 537 dem Dekadenzähler 502 zugeführt. Im Dekadenzähler 501 wird während des Zeitintervalls zwischen dem ersten und dem zweiten Bezugsimpuls 404a am Anschluß 1 die erste Rechteckwelle 501a erzeugt, wie in Fig. 7C dargestellt; die zweite Rechteckwelle 501b wird am Anschluß 2 während des Zeitintervalls zwischen dem zweiten und dem dritten Bezugsimpuls 404a erzeugt, wie in Fig. 7D dargestellt, und die dritte Rechteckwelle 501C wird am Anschluß 3 während des Zeitintervalls zwischen dem dritten Bezugsimpuls 404a und dem Beginn des nächsten Sägezahnsignals 2a erzeugt, wie in Fig. 7E dargestellt. Auf die gleiche Weise werden an den Anschlüssen 1, 2 und 3 entsprechend dem ersten bis dritten Schwebungsimpuls 409a und dem Sägezahnsignal 2a die erste bis dritte Rechteckwelle 502a, 502b und 502c erzeugt, wie in Fig. 7C, 7D und 7E dargestellt. Die Ausgangssignale der Anschlüsse 1 der Dekadenzähler 501 und 502 werden der Exklusiv-ODER-Schaltung 503 zugeführt, und diejenigen der Anschlüsse 2 bzw. 3 der Dekadenzähler 501 und 502 werden den Exklusiv-ODER-Schaltungen 504 bzw. 505 zugeführt. Die Ausgangssignale dieser Exklusiv-ODER-Schaltungen 503, 504 und 505 werden gemäß der unten stehenden Verknüpfungstabelle erzeugt und sind in Fig. 7F bis 7H unter den Bezugszeichen 503a, 503b, 504a, 504b und 505a dargestellt. Diese Ausgangssignale werden der Impulswählschaltung 506 zugeführt.
• Eingang Ausgang
• 00 0
• 01 1
• 10 1
• 11 0
• In der ersten UND-Schaltung 506A wird der Impuls 503a durchgelassen, während der Impuls 503b wegen des anliegenden Impulses 504a gesperrt wird, wie in Fig. 7I dargestellt. Das heißt, die erste UND-Schaltung 506A, wo die Impulse 503a und 503b eingespeist werden, läßt nur den früher entstehenden Impuls 503a durch. Auf die gleiche Weise lädt die zweite UND- Schaltung 506B nur den Impuls 504a durch, wie in Fig. 7J dargestellt, während die dritte UND-Schaltung 506C den Einzelimpuls 505a durchläßt, wie in Fig. 7K dargestellt. Die auf diese Weise durch die Impulswählschaltung 506 durchgelassenen Impulse 503a, 504a und 505a werden der ersten bis dritten Impulsreihenfolge-Detektionsschaltung 507A, 507B bzw. 507C zugeführt. In der ersten Impulsreihenfolge-Detektionsschaltung 507A wird der Schalter 510 geschlossen und der Schalter 511 wird geöffnet, da an den Anschlüssen Q bzw. Q des Multivibrators 508 die Pegel L bzw. H anliegen und ein am Anschluß B anliegendes Signal den Pegel L hat, wenn am Anschluß CD der Impuls 503a anliegt, so daß der Impuls 503a über den Schalter 510 der Integrationsschaltung 411 zugeführt wird, wie in Fig. 7L dargestellt. Wenn der Impuls 503a den Pegel L annimmt, dann wird der erste Schwebungsimpuls 409 an den Anschluß B des Multivibrators 508 angelegt. Dies bedeutet, daß ein Impuls durch die Impulsreihenfolge-Detektionsschaltung 507A durchgelassen wird, wenn das erste Bezugssignal 404a früher als das erste Schwebungssignal 409a erzeugt wird, während ein Impuls invertiert durchgelassen wird, wenn das erste Bezugssignal 404a später als das erste Schwebungssignal 409a erzeugt wird. In der zweiten Impulsreihenfolge-Detektionsschaltung 507B wird der Impuls 504b ohne Inversion durchgelassen, wie in Fig. 7L dargestellt, da das Rechteckwellensignal 502a (wie in Fig. 7C dargestellt) den Pegel L annimmt, wenn der Impuls 504b den Pegel L annimmt. In der dritten Impulsreihenfolge-Detektionsschaltung 507c wird der Impuls 505a invertiert durchgelassen, wie in Fig. 7L dargestellt, da das Rechteckwellensignal 502b an den Anschluß B des Multivibrators 508 angelegt wird, bevor der Impuls 505a an dem Anschluß CD anliegt, so daß der Schalter 510 geöffnet und der Schalter 511 geschlossen wird, wenn das Rechteckwellensignal 502b den Pegel L annimmt. Die nichtinvertierten Impulse 503a und 504a und der invertierte Impuls 505a werden in den Integrationsschaltungen 411 bis 413 jeweils über zwei bzw. drei Perioden der Sägezahnschwingungen 2a integriert und liefern die integrierten Werte 411a, 412a und 413a, wie in Fig. 7M dargestellt. Die integrierten Werte 411a, 412a bzw. 413a werden den Treibereinrichtungen 17, 18 bzw. 19 zugeführt. In der Treibereinrichtung 17 wird der integrierte Wert 411a dem Anschluß 601 zugeführt, so daß der Operationsverstärker 602 den Treibertransistor 604 so steuert, daß das DFB-LD 8 entsprechend der Differenz zwischen dem integrierten Wert 411a und dem von der Bezugsspannungs-Einrichtung 603 erhaltenen Bezugswert angesteuert wird. Infolgedessen wird das DFB-LD 8 durch den vom Treibertransistor 604 zugeführten Steuerstrom angesteuert, der zu einem Vorspannungsstrom addiert wird. Das heißt, daß die DFB-LDs 8, 9 und 10 so gesteuert werden, daß sie Lichtausgangssignale mit vorgegebenem Frequenzabstand ausstrahlen, wodurch der Zeitunterschied zwischen den zuvor erwähnten Bezugs- und Schwebungsimpulsen minimiert wird. Wie aus den obigen Beschreibungen klar erkennbar ist, wird der Oszillationsfrequenzabstand zwischen den mehreren Lasergeräten exakt auf den gleichen Wert stabilisiert wie ein freier Spektralbereich des optischen Resonators.
• Angenommen, der zweite Schwebungsimpuls 409a wird wegen eines Defekts in dem zweiten DFB-LD 9 nicht erzeugt, beispielsweise wegen der säkularen Variation. Unter dieser Voraussetzung werden die Bezugsimpulse 404a über die ODER-Schaltung 540 dem monostabilen Multivibrator 531 in der Blindimpuls-Erzeugungsschaltung 550 zugeführt. Der Multivibrator 531 erzeugt die Rechteckwellen 531a mit der Breite T&sub1; zum Anstiegszeitpunkt der Bezugssignale 404a und zu Beginn der Sägezahnwelle 2a, wie in Fig. 8A dargestellt, und der monostabile Multivibrator 532 erzeugt die Rechteckimpulse 532a mit der Breite T&sub2; zum Abfallzeitpunkt der Rechteckwellen 532a, wie in Fig. 8B dargestellt. Die der Impulsbreite T&sub2; entsprechende Zeitdauer wird in diesem Ausführungsbeispiel als "Überwachungszeit" bezeichnet und variiert in Abhängigkeit vom Wert der Regelwiderstände R&sub1; und R&sub2;. Folglich erzeugt die UND- Schaltung 533 ein H-Signal, wenn der Schwebungsimpuls 409a innerhalb der Überwachungszeit T&sub2; über die ODER-Schaltung 537 der UND-Schaltung 533 zugeführt wird, so daß der monostabile Multivibrator 534 angesteuert wird und ein invertiertes Ausgangssignal Q des Multivibrators 534 den Pegel L annimmt, wie durch 534a in Fig. 8C dargestellt. Andererseits behält das invertierte Ausgangssignal Q den Pegel H bei, wie ebenfalls durch 534b in Fig. 8C dargestellt, da der zweite Schwebungsimpuls 409a nicht der UND-Schaltung 533 zugeführt wird. Der Multivibrator 534 wird durch ein invertiertes Ausgangssignal Q des monostabilen Multivibrators 535 zurückgesetzt, und das invertierte Ausgangssignal Q des Multivibrators 534 wird einem Steueranschluß CD des monostabilen Multivibrators 536 zugeführt, der durch das Ausgangssignal Q des Multivibrators 532 so angesteuert wird, daß er am Ende der Überwachungszeit T&sub2; eine Rechteckwelle erzeugt, obwohl der Multivibrator 536 bei Empfang eines L-Signals am Steueranschluß CD nicht zur Erzeugung der Rechteckwelle angesteuert wird. Daher wird der Multivibrator 536 nicht zur Erzeugung der Rechteckwelle angesteuert, wenn der Schwebungsimpuls 409a innerhalb der Überwachungszeit T&sub2; der Blindimpuls-Erzeugungsschaltung 550 zugeführt wird, während der Multivibrator 536, wie in Fig. 8D gezeigt, zur Erzeugung der Rechteckwelle 536a angesteuert wird, wenn der Schwebungsimpuls 409a innerhalb der Überwachungszeit T&sub2; der Blindimpuls-Erzeugungsschaltung 550 nicht zugeführt wird. So wird die Rechteckwelle 536a über die ODER-Schaltung 537 dem Dekadenzähler 502 zugeführt, in dem die Rechteckwelle 536a als Schwebungsimpuls verarbeitet wird.
• Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten in einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wobei gleichartige Teile durch die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet werden. In der Vorrichtung werden die Lichtausgangssignale der DFB-LDs 8, 9 und 10, deren Oszillationsfrequenzabstand gesteuert werden soll, mit unterschiedlichen Frequenzen f&sub1;, f&sub2; und f&sub3; moduliert. Daher wird die entsprechende Beziehung zwischen dem ersten bis dritten Schwebungsimpuls und den DFB-LDs 8, 9 und 10 durch eine Unterscheidung der Modulationsfrequenzen f&sub1;, f&sub2; und f&sub3; in einer Steuereinheit aufgeklärt, da die frequenzmodulierten Schwebungsimpulse der Steuereinheit zugeführt werden. Demnach kann die entsprechende Beziehung unter den DFB-LDs 8, 9 und 10 durch Vertauschen der Modulationsfrequenzen f&sub1;, f&sub2; und f&sub3; unter den DFB-LDs 8, 9 und 10 ausgetauscht werden, so daß die Oszillationsfrequenzen der DFB-LDs 8, 9 und 10 vertauscht werden können. Nachstehend wird der Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert. Die Lichtausgangssignale der DFB-LDs 8, 9 bzw. 10, deren Oszillationsfrequenzabstand gesteuert werden soll, werden durch optische Isolatoren 11, 12 bzw. 13 geschickt und durch optische Amplitudenmodulatoren 231, 232 bzw. 233, die jeweils einen optischen Phasenmodulator 234 der Länge L und der Dicke d sowie einen Polarisator 235 aufweisen, die in Längsrichtung angeordnet sind, wie in Fig. 10 dargestellt, mit Modulationsfrequenzen von 1 MHz, 2 MHz bzw. 3 MHz moduliert. In dem optischen Phasenmodulator 234 und dem Polarisator 235 stehen die Polarisationsrichtungen des Lichts senkrecht aufeinander, wie durch Pfeile angedeutet ist, und an den optischen Phasenmodulator 234 wird von einer Spannungsquelle 236 eine vorgegebene Spannung angelegt. Ein solcher optischer Amplitudenmodulator ist ausführlich in Kapitel 9 der "Introduction to optical electronics", 1971, von Ammon Yariv, Verl. Holt, Rinehart und Winston, Inc., beschrieben worden.
• Fig. 11 zeigt die in Fig. 9 dargestellte Steuereinheit 7. In der Steuereinheit 7 wird über einen zweiten Eingangsanschluß 72 ein elektrisches Signal einem Tiefpaßverstärker 127 mit einer Grenzfrequenz von 600 MHz zugeführt, in dem eine Tiefpaßfilterung erfolgt und eine Folge von elektrischen Impulssignalen erzeugt wird, falls der Frequenzunterschied zwischen einem Lichtausgangssignal eines Lasergeräts 1 mit abstimmbarer Wellenlänge und einem kombinierten Lichtausgangssignal der DFB-LDs 8, 9 und 10 im Bereich von ± 600 MHz liegt. Die Zahl der Impulssignale ist gleich drei, wie im ersten Ausführungsbeispiel erläutert. Die drei Impulssignale werden auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel als erster bis dritter Schwebungsimpuls bezeichnet. Die drei Schwebungsimpulse werden in einer Hüllkurvendetektionsschaltung 128 einer Hüllkurvendetektion unterworfen und in drei Signale aufgeteilt, die dann drei Bandfiltern 129, 130 bzw. 131 mit einer Durchlaßbandbreite von 100 kHz und Mittenfrequenzen von 1 MHz, 2 MHz bzw. 3 MHz zugeführt werden. Die drei geteilten Signale werden ferner durch die Doppelweggleichrichter 132, 133 bzw. 134 und die Glättungsschaltungen 135, 136 bzw. 137 geschickt, so daß Impulssignale ohne innere Struktur entstehen. In Schmitt-Triggerschaltungen 138, 139 bzw. 140 entstehen aus den Impulssignalen Rechteckwellen, deren Amplituden gleich einem Logikpegel ist, und dann werden die invertierten Impulssignale den Eingangsanschlüssen 144, 145 bzw. 146 den Impulserzeugungs- Zeitdifferenz-Detektionsschaltungen 150, 151 bzw. 152 zugeführt. Andererseits wird ein elektrisches Impulssignal von einem ersten optischen Detektor 6 einem ersten Eingangsanschluß 71 der Steuereinheit 7 zugeführt, in der das Impulssignal in einem Tiefpaßverstärker 120 verstärkt und dann in einer Schmitt-Triggerschaltung 121 so verarbeitet wird, daß seine Amplitude gleich einem Logikpegel ist. Danach wird das Impulssignal in einem Inverter 122 invertiert, und das invertierte Impulssignal, welches die ersten bis dritten Bezugssignale 123a enthält, wird einem Zähler 123 zugeführt, in welchem entsprechend den Bezugssignalen 123a und einer in einem Sägezahngenerator 2 erzeugten Sägezahnwelle 2a Rechteckwellen 123b erzeugt werden, wie in Fig. 13A bis 13C auf die gleiche Weise wie in Fig. 7C bis 7E dargestellt ist. Die erste Rechteckwelle 123b (Fig. 13A) wird von einem ersten Anschluß 1 des Zählers 123 in einen Eingangsanschluß 124 der Impulserzeugungs-Zeitdifferenz-Detektionsschaltung 150 eingespeist, die zweite Rechteckwelle 123b (Fig. 13B) wird von einem zweiten Anschluß 2 des Zählers 123 in einen Eingangsanschluß 125 der Impulserzeugungs-Zeitdifferenz-Detektionsschaltung 151 eingespeist, und die dritte Rechteckwelle 123b (Fig. 13C) wird von einem dritten Anschluß 3 des Zählers 123 in einen Eingangsanschluß 126 der Impulserzeugungs-Zeitdifferenz-Detektionsschaltung 152 eingespeist.
• Fig. 12 zeigt die Impulserzeugungs-Zeitdifferenz-Detektionsschaltungen 150, 151 und 152. Die erste Rechteckwelle 123b und das erste Schwebungssignal 144a werden einer Exklusiv-ODER-Schaltung 161 zugeführt, die in einer Steuerschaltung 160 der Impulserzeugungs-Zeitdifferenz-Detektionsschaltung 150 enthalten ist, und die zweite und dritte Rechteckwelle 123b sowie das zweite und dritte Schwebungssignal 145a und 146a werden Exklusiv-ODER-Schaltungen 161 der Impulserzeugungs- Zeitdifferenz-Detektionsschaltungen 151 bzw. 152 zugeführt. So werden in den Impulserzeugungs-Zeitdifferenz-Detektionsschaltungen 150, 151 bzw. 152 erste bis dritte Rechteckwellen 161a erzeugt, wie in Fig. 13D bis 13F dargestellt. Hinter der Exklusiv-ODER-Schaltung 161 ist eine Impulsreihenfolge-Detektionsschaltung mit den monostabilen Multivibratoren 162 und 163, den Schaltern 164 bis 166 und einer Polaritätsumkehrschaltung 167 vorgesehen, um je nach der Impulsreihenfolge der miteinander zu vergleichenden Bezugs- und Schwebungssignale die Polarität eines Ausgangssignals der Exklusiv-ODER-Schaltung zu wechseln oder beizubehalten, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Ausgangssignal der Impulsreihenfolge-Detektionsschaltung wird in einer Integrationsschaltung 168 integriert und liefert ein Ansteuersignal für ein entsprechendes DFB-LD 8, 9 bzw. 10.
• Angenommen, von dem Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge und den DFB-LDs 8, 9 und 10 ist mindesten eines von einem Defekt betroffen. In Fig. 9 ist eine Lichtausgangsleistungs-Detektionsschaltung 100 mit den optischen Detektoren 101, 102, 103 und 104 vorgesehen, um die Lichtausgangsleistungen des Lasergeräts 1 mit abstimmbarer Wellenlänge und der DFB-LDs 8, 9 und 10 zu überwachen. In jeder der Impulserzeugungs-Zeitdifferenz-Detektionsschaltungen 150, 151 und 152 ist eine Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung 161 mit einem monostabilen Multivibrator 171 und einem D-Flipflop 172 vorgesehen, um festzustellen, ob in einer Frequenzwobbelperiode Schwebungsimpulse normal erzeugt werden oder nicht, und eine Injektionsstrom-Variationsschaltung 180 mit einem Binärzähler 181 und einem Digital-Analog-Umsetzer 182 ist vorgesehen, um die Ausgangssignale der DFB-LDs 8, 9 und 10 auf ein externes Startsignal hin schrittweise in jeder Frequenzwobbelperiode zu erhöhen und die Erhöhung des Ausgangssignals auf ein externes Stopsignal hin zu stoppen, wodurch das Ausgangssignal zum Zeitpunkt des Stops gehalten wird. Ferner ist eine Injektionsstrom-Speicherschaltung 190 mit einem Analog-Digital-Umsetzer 191, einem Speicher 192, einem Digital-Analog-Umsetzer 193 und einem Schalter 194 vorgesehen, um Injektionsströme für die DFB-LDs 8, 9 und 10 im Speicher 192 zu speichern, die gespeicherten Daten am Ende jeder Frequenzwobbelperiode zu aktualisieren und auf ein externes Eingabesignal hin aus dem Speicher 192 ausgelesene Daten einzuspeisen.
• Zusätzlich zu der oben erwähnten Annahme wird angenommen, daß die Oszillationsfrequenz des DFB-LD 9 von dem Frequenzwobbelbereich im Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge abweicht, so daß kein entsprechender Schwebungsimpuls erzeugt wird, obwohl die Oszillation in dem DFB-LD 9 noch andauert. In diesem Falle wird ein von der hinteren Ebene des DFB-LD 9 ausgestrahltes Lichtausgangssignal von dem optischen Detektor 62 erfaßt, in dem ein umgewandeltes elektrisches Signal erzeugt und den Anschlüssen 110, 111 und 112 der Steuereinheit 7 zugeführt wird. Falls das elektrische Signal gleich null wird, wird festgelegt, daß die Oszillation des DFB-LD 9 zum Stillstand gekommen ist.
• In diesem Falle wird in der Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung festgestellt, ob der Schwebungsimpuls erzeugt wird oder nicht. Genauer gesagt, der monostabile Multivibrator 705 erzeugt einen Rechteckimpuls, der zu Beginn jeder Frequenzwobbelperiode ansteigt, wie durch "RST" angedeutet und der zum Anstiegszeitpunkt des nächsten Schwebungsimpulses zurückzusetzen ist. Für den Fall, daß bei fehlender Eingabe des Schwebungsimpulses der Multivibrator 705 nicht zurückgesetzt wird, ist die Ausgangsimpulsdauer des Multivibrators 705 so eingestellt, daß sie um eine extern vorgegebene Konstante CR länger ist als die Frequenzwobbelperiode. In Fig. 14A sind eine Sägezahnwelle 2a für die Frequenzwobbelung und der Schwebungsimpuls 145a für das DFB-LD 9 dargestellt, und das Ausgangssignal 171a des Multivibrators 171 wird durch den Schwebungsimpuls 145a zurückgesetzt und wird länger als die Sägezahnwelle 2a, falls kein Schwebungsimpuls erzeugt wird, wie in Fig. 14B dargestellt. Zu Beginn einer folgenden Frequenzwobbelperiode nimmt das Ausgangssignal des D-Flipflops 172 den Pegel H an, da der Multivibrator 171 wegen des fehlenden Schwebungsimpulses nicht zurückgesetzt wird, wie in Fig. 14C dargestellt. Infolgedessen wird ein UND-Glied 173 eingeschaltet, so daß der Binärzähler 181 zum Anstiegszeitpunkt des D-Flipflops 172 zurückgesetzt wird und durch ein Ausgangssignal eines D-Flipflops 174 zu Beginn der nächsten Frequenzwobbelperiode (RST) zu zählen beginnt, wie in Fig. 14D dargestellt. In dieser Phase zählt der Binärzähler 181 in jeder Frequenzwobbelperiode (mit anderen Worten, jedesmal wenn der RST-Impuls erzeugt wird) um eins weiter. Ein Ausgangssignal des Binärzählers 181 wird in dem Digital-Analog-Umsetzer 182 in ein Analogsignal umgewandelt, wie in Fig. 14E dargestellt; das umgewandelte Analogsignal wird über die Addierglieder 183 und 184 dem DFB-LD 9 zugeführt. In diesem Falle hat der Ausgang des Umsetzers 182 eine Vorspannung im Bereich von -V bis +V, wobei die Spannung +V so eingestellt ist, daß sie einem minimalen Schwellwert des Oszillations-Injektionsstroms der DFB-LDs 8, 9 und 10 entspricht. Wie in Fig. 14E dargestellt, wird der Injektionsstrom in Abhängigkeit vom Zählwert erhöht, so daß die Oszillationsfrequenz des DFB-LD 9 innerhalb des Frequenzwobbelbereichs im Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge liegt. Im Ergebnis wird ein dem DFB-LD 9 entsprechender Schwebungsimpuls 145b erzeugt, wie in Fig. 14A dargestellt, so daß der Binärzähler 181 zum Anstiegszeitpunkt des Schwebungsimpulses 145b die Zählung unterbricht und den Zählwert hält, wie in Fig. 14E dargestellt. Wird keine Erzeugung eines Schwebungsimpulses festgestellt, dann öffnet das Ausgangssignal des UND-Gliedes 173 einen Analogschalter 175, so daß eine Rückführleitung für die normale Steuerung des Oszillationsfrequenzabstands unterbrochen wird.
• Als nächstes wird angenommen, daß mindestens eines der DFB-LDs 8, 9 und 10 von einem Defekt betroffen ist, bei dem die Oszillation zum Stillstand kommt. In diesem Falle nimmt ein Eingangssignal, das mindestens einem der Anschlüsse 110, 111 und 112 der Steuereinheit 7 zugeführt wird, den Pegel L an, so daß ein Ausgangssignal eines NOR-Gliedes 177 durch Empfang des Eingangssignals von einer Schmitt-Triggerschaltung 176 den Pegel H annimmt. Infolgedessen wird ein Analogschalter 178 geschlossen, um eine Kontrollampe 179 einzuschalten, die einen Defekt mindestens eines der DFB-LDs 8, 9 und 10 anzeigt. Das Ausgangssignal des NOR-Gliedes 177 wird über ein ODER- Glied 185 einem Analogschalter 186 zugeführt, der dadurch geöffnet wird, so daß die weiter oben erwähnte Rückführleitung unterbrochen wird. Diese Steueroperation wird in dem Falle angewendet, wo die abweichende Oszillationsfrequenz mindestens eines der DFB-LDs 8, 9 und 10 nicht in den Frequenzwobbelbereich zurückgeführt werden kann, selbst wenn ein Injektionsstrom entsprechend einem Zählwert des Binärzählers 181 bis zum Maximalwert erhöht wird. In diesem Falle wird das mindestens eine DFB-LD 8, 9 bzw. 10 als nicht mehr verwendbares Lasergerät angesehen.
• Schließlich wird angenommen, daß das Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge von einem Defekt betroffen ist, bei dem die Oszillation des Lasergeräts 1 zum Stillstand kommt, so daß ein Ausgangssignal des optischen Detektors 104, der ein von der hinteren Ebene des Lasergeräts 1 ausgestrahltes Lichtausgangssignal empfängt, gleich null wird. Das Ausgangssignal wird über eine Schmitt-Triggerschaltung 105 einem Analogschalter 106 zugeführt, der dadurch geöffnet wird, so daß ein Injektionsstrom für das Lasergerät 1 gleich null wird. Daher wird die Steuerung des Oszillationsfrequenzabstands nicht mehr ausgeführt, bis das Lasergerät 1 mit abstimmbarer Wellenlänge durch ein neues Lasergerät mit abstimmbarer Wellenlänge ersetzt wird. In diesem Stadium erfolgt eine Anschlußsteuerung, um die Oszillationen der DFB-LDs 8, 9 und 10 so fortzuführen, daß der Oszillationsfrequenzabstand unter den gleichen Bedingungen wie in dem Augenblick gehalten wird, in dem die Oszillationen des Lasergeräts 1 zum Stillstand kommen. Das heißt, das Überwachungsergebnis einer Ausgangsleistung des Lasergeräts 1 mit abstimmbarer Wellenlänge wird den Eingangsanschlüssen 113, 114 und 115 der Impulserzeugungs-Zeitdifferenz- Detektionsschaltungen 150, 151 und 152 in der Steuereinheit 7 zugeführt. Ist die Ausgangsleistung null, dann nimmt das Ausgangssignal eines Inverters 187 den Pegel H an, um an einem Ausgangsanschluß des ODER-Gliedes 185 ein H-Signal bereitzustellen, so daß ein Analogschalter 186 geöffnet wird. Infolgedessen wird die zuvor erwähnte Rückführleitung für die DFB-LDs 8, 9 und 10 unterbrochen. Andererseits werden die Injektionsströme für die DFB-LDs 8, 9 und 10 in dem Analog-Digital-Umsetzer 191 in Digitalsignale umgewandelt und dann in dem Speicher 192 gespeichert. Die gespeicherten Daten werden aus dem Speicher 192 ausgelesen, wenn die Ausgangsleistung des Lasergeräts 1 mit abstimmbarer Wellenlänge gleich null wird, wie oben beschrieben. Gleichzeitig wird der Analogschalter 194 geschlossen, und die ausgelesenen Daten werden über den Schalter 194 den Treibern 17, 18 und 19 für die DFB-LDs 8, 9 und 10 zugeführt, nachdem sie im Digital-Analog-Umsetzer 193 in Analogsignale umgewandelt worden sind. Bei der normalen Steuerung des Oszillationsfrequenzabstands wird der Inhalt des Speichers 192 in jeder Frequenzwobbelperiode erneuert. In der Modifikation gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann das Bandfilter durch eine Schaltung ersetzt werden, in der ein Produkt aus dem Ausgangssignal des optischen Detektors 16 und jedem Modulationssignal gewonnen wird, um eine synchrone Detektion auszuführen.
• Wie aus dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel klar ersichtlich ist, wird das Auftreten der Schwebungsimpulse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne vor und nach jedem Bezugssignal überwacht. Bei der Steuerung der Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands wird, falls der Schwebungsimpuls nicht innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne der Steuereinheit zugeführt wird, vor der Erzeugung des folgenden Bezugssignals in der Steuereinheit ein Blindimpuls als Schwebungsimpuls erzeugt und in die Folge der Schwebungsimpulse eingefügt. In Übereinstimmung mit dieser Operation geht der normale Steuerungsablaufin Gegenwart des Blindimpulses auch dann weiter, wenn wegen eines Defekts in mindestens einem der Lasergeräte mit zu steuerndem Oszillationsfrequenzabstand ein Schwebungsimpuls nicht erzeugt wird.
• Erfindungsgemäß entstehen Schwebungsimpulse, die man durch Kombination eines Bezugs-Lichtausgangssignals mit mehreren Lichtausgangssignalen mehrerer zu steuernder Lasergeräte erhält, aus Modulationssignalen, weil die mehreren Lichtausgangssignale jeweils mit verschiedenen Frequenzen moduliert sind. In einer Steuereinheit können die Schwebungsimpulse zu den entsprechenden Lasergeräten in Beziehung gesetzt werden, ohne die Anzahl der Schwebungsimpulse zu zählen, indem man die den Schwebungsimpulsen aufgeprägten Modulationsfrequenzen unter Verwendung von Ausgangssignalen aus einem Bandfilter unterscheidet. Daher läßt sich erfindungsgemäß die ursprüngliche Reihenfolge des Auftretens der Schwebungsimpulse selbst dann leicht wiederherstellen, wenn die Reihenfolge bei den Schwebungsimpulsen von der ursprünglichen Reihenfolge bei der Steuerungsoperation abweicht. Dies ist jedoch bei den herkömmlichen Verfahren zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten schwer aus führbar. Wie bereits erläutert, werden in dem Falle, wo mindestens einer der Schwebungsimpulse wegen Defekten in mindestens einem der Lasergeräte nicht erzeugt wird, die übrigen Lasergeräte, die sich nicht in defektem Zustand befinden, erfindungsgemäß weiter durch die erzeugten Schwebungsimpulse gesteuert. Unter diesen Umständen wird die Ausgangsleistung des Lasergeräts überwacht, das den wegen des Defekts nicht erzeugten Schwebungsimpulsen entspricht, so daß das Aufhören der Oszillation anhand der fehlenden Ausgangsleistung nachgewiesen wird, während bei vorhandener Lichtausgangsleistung die Abweichung einer Oszillationsfrequenz nachgewiesen wird. Im ersteren Fall veranlaßt die Steuerung eine Unterbrechung der Strominjektion in das defekte Lasergerät, und dieses wird gegen ein neues Lasergerät ausgewechselt. Im letzteren Fall ermittelt man anhand der Wiederherstellung bzw. Nichtwiederherstellung eines Schwebungsimpulses durch Variieren des injizierten Stroms über einen breiten Bereich, ob die Oszillationsfrequenz des defekten Lasergeräts auf den ursprünglichen Wert zurückgeführt wird oder nicht. Wenn in diesem Fall der Schwebungsimpuls nicht erzeugt wird, obwohl der injizierte Strom über einen breiten Bereich variiert wurde, wird das defekte Lasergerät ebenso wie im ersten Fall gegen ein neues Lasergerät ausgetauscht.
• Andererseits wird die Lichtausgangsleistung eines Bezugs-Lasergeräts jederzeit überwacht, und falls die Lichtausgangsleistung gleich null ist, wird das Aufhören der Oszillation festgestellt. In diesem Fall wird die Injektion eines Stromes durch die Steuerung unterbrochen, und die Ströme, die vor dem Aufhören der Oszillation im Bezugs-Lasergerät in die Lasergeräte mit zu steuerndem Oszillationsfrequenzabstand injiziert wurden, werden in einem Speicher abgespeichert. Die gespeicherten Ströme werden weiterhin in die zu steuernden Lasergeräte injiziert, so daß der Oszillationsfrequenzabstand über eine kurze Zeitspanne aufrechterhalten wird. Dies gestattet es, den Betrieb der Lasergeräte eine begrenzte Zeit lang zu steuern. Wie oben erläutert, wird selbst beim Auftreten eines Defekts zwischen dem Bezugsgerät und den zu steuernden Lasergeräten der normale Betriebszustand wiederhergestellt und der Betrieb des Gesamtsystems aufrechterhalten.

Claims (3)

1. Verfahren zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten, mit den Schritten:

Wobbeln der Oszillationsfrequenz eines Bezugs-Halbleiterlasergeräts (1), an das ein äußeres Signal angelegt wird, um ein Lichtausgangssignal auszustrahlen, dessen Oszillationsfrequenz über einen Frequenzbereich variiert;

Ansteuern mehrerer Halbleiterlasergeräte (8, 9, 10), so daß diese Lichtausgangssignale ausstrahlen, deren Oszillationsfrequenz jeweils im Oszillationsfrequenz-Wobbelbereich des vom Bezugs-Halbleiterlaser (1) ausgestrahlten Lichtausgangssignals liegt;

Kombination des frequenzgewobbelten Lichtausgangssignals aus dem Bezugs-Halbleiterlaser (1) und der Lichtausgangssignale aus den mehreren Halbleiterlasergeräten (8, 9, 10) zur Erzeugung kombinierter Lichtsignale, die dann in elektrische Signale umgewandelt werden, wobei eine niederfrequente Komponente der elektrischen Signale gefiltert wird, um eine Folge von Schwebungsimpulsen zu erzeugen, die den Oszillationsfrequenzen der mehreren Halbleiterlasergeräte (8, 9, 10) entsprechen;

Durchgang eines Teils des von dem Bezugs-Halbleiterlaser (1) ausgehenden frequenzgewobbelten Lichtausgangssignals durch einen optischen Resonator (5) mit periodischen Resonanzfrequenzen, um bei den periodischen Resonanzfrequenzen Bezugs- Lichtausgangssignale zu erzeugen, die dann in elektrische Bezugsimpulse umgewandelt werden, wobei das Intervall zwischen den periodischen Resonanzfrequenzen gleich einem vorgegebenen Oszillationsfrequenzabstand zwischen den mehreren Halbleiterlasergeräten (8, 9, 10) ist;

Vergleich der Auftrittszeiten der Schwebungsimpulse mit denen der Bezugsimpulse, um Fehlersignale zu erzeugen, die der Zeitdifferenz zwischen den Impulsen entsprechen;

Steuerung der Oszillationsfrequenzen der mehreren Halbleiterlasergeräte (8, 9, 10) derart, daß die Fehlersignale annähernd gleich einem vorgegebenen Wert sind; und

Überwachung des Auftretens jedes der Schwebungsimpulse innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer vor und nach dem Auftreten der Bezugsimpulse; gekennzeichnet durch Erzeugung eines Blindschwebungsimpulses am Ende der vorgegebenen Zeitdauer, falls bei der Überwachung des Auftretens jedes Schwebungsimpulses kein Schwebungsimpuls erfaßt wird, wobei der Blindschwebungsimpuls zur Erzeugung des Fehlersignals mit einem entsprechenden von den Bezugsimpulsen verglichen wird.

2. Vorrichtung zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten, welche Vorrichtung aufweist:

ein Bezugs-Halbleiterlasergerät (1), an das ein Signal zum Wobbeln der Oszillationsfrequenz über einen Frequenzbereich angelegt wird;

mehrere Halbleiterlasergeräte (8, 9, 10), die jeweils ein Lichtausgangssignal bei einer Oszillationsfrequenz im Oszillationsfrequenz-Wobbelbereich des von dem Bezugs-Halbleiterlasergerät (1) ausgehenden Lichtausgangssignals ausstrahlen;

einen optischen Teiler (4) zum Aufteilen des Lichtausgangssignals des Bezugs-Halbleiterlasergeräts (1) in mindestens zwei Lichtausgangssignale;

einen ersten optischen Koppler (14) zur Kombination der von den mehreren Lasergeräten (8, 9, 10) ausgehenden Lichtausgangssignale;

einen zweiten optischen Koppler (15) zur Kombination eines der mindestens zwei Lichtausgangssignale mit den im ersten optischen Koppler (14) kombinierten Lichtausgangssignalen;

einen optischen Resonator (5), durch den das andere von den mindestens zwei Lichtausgangssignalen geschickt wird, um Durchstrahlungs-Lichtausgangssignale zu erzeugen, deren Intensitätswerte mit Resonanzpeaks übereinstimmen, so daß von dort Bezugs-Lichtausgangssignale eingespeist werden;

eine Einrichtung (6) zur Umwandlung der Bezugs-Lichtausgangssignale in elektrische Bezugsimpulse;

eine Einrichtung (16) zur Umwandlung des im zweiten optischen Koppler (15) erhaltenen kombinierten Lichtausgangssignals in ein elektrisches Signal;

ein Tiefpaßfilter (405; 127), durch das eine niederfrequente Komponente des elektrischen Signals geschickt wird, um Schwebungsimpulse zu erzeugen, die den Oszillationsfrequenzen der mehreren Lasergeräte (8, 9, 10) entsprechen;

eine Einrichtung (7) zur Erzeugung von Fehlersignalen entsprechend der Zeitdifferenz zwischen dem Auftreten der Bezugsimpulse und der Schwebungsimpulse;

Einrichtungen (17, 18, 19), um die mehreren, entsprechend den Fehlersignalen anzusteuernden Lasergeräte (8, 9, 10) so zu steuern, daß die Fehlersignale einen vorgegebenen Wert annehmen; und

eine Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung (410; 150, 151, 152) zum Überwachen des Auftretens jedes der Schwebungsimpulse innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer vor und nach dem Auftreten der Bezugsimpulse; gekennzeichnet durch

eine Blindschwebungsimpuls-Erzeugungsschaltung (550) zur Erzeugung eines Blindschwebungsimpulses am Ende der vorgegebenen Zeitdauer, falls die Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung (410; 150, 151, 152) keinen Schwebungsimpuls erfaßt;

wobei die Steuereinrichtung (17, 18, 19) die Einrichtung (7) zur Erzeugung der Fehlersignale gemäß dem Vergleich zwischen dem Blindschwebungsimpuls und einem entsprechenden von den Bezugsimpulsen steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 zur Stabilisierung des Oszillationsfrequenzabstands zwischen mehreren Lasergeräten, welche Vorrichtung aufweist:

mehrere optische Modulatoren (231, 232, 233) zur Modulation der Lichtausgangssignale der mehreren Lasergeräte (8, 9, 10) mit verschiedenen Modulationsfrequenzen (f&sub1;, f&sub2;, f&sub3;);

eine Einrichtung (100) zur Überwachung der Lichtausgangsleistungen des Bezugs-Halbleiterlasergeräts (1) und der mehreren Lasergeräte (8, 9, 10);

eine Einrichtung (180) zum Variieren eines Injektionsstroms für mindestens eines von den mehreren Lasergeräten (8, 9, 10) innerhalb eines vorgegebenen Strombereichs, falls die überwachte Lichtausgangsleistung des mindestens einen Lasergeräts größer ist als ein erster vorgegebener Leistungswert und die Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung (410; 150, 151, 152) keinen dem mindestens einen Lasergerät entsprechenden Schwebungsimpuls erfaßt;

eine Einrichtung zum Abschalten eines Injektionsstroms für mindestens eines der mehreren Lasergeräte (8, 9, 10), falls die Lichtausgangsleistung des überwachten mindestens einen Lasergeräts kleiner ist als ein zweiter vorgegebener Leistungswert und die Schwebungsimpuls-Überwachungsschaltung trotz Veränderung des Injektionsstroms in dem vorgegebenen Strombereich keinen dem mindestens einen Lasergerät entsprechenden Schwebungsimpuls erfaßt;

wobei die Einrichtung (7), welche die mehreren entsprechend den Fehlersignalen angesteuerten Lasergeräte so steuert, daß die Fehlersignale den vorgegebenen Wert annehmen, falls die Lichtausgangsleistungen der mehreren Lasergeräte (8, 9, 10) sämtlich größer sind als der erste vorgegebene Leistungswert und die den verschiedenen Modulationsfrequenzen (f&sub1;, f&sub2;, f&sub3;) entsprechenden Schwebungsimpulse alle nachgewiesen werden, im Falle eines Absinkens der Lichtausgangsleistung des Bezugs-Halbleiterlasergeräts (1) unter einen dritten vorgegebenen Leistungswert die anzusteuernden mehreren Lasergeräte (8, 9, 10) mit Injektionsströmen steuert, die gleich den Werten im letzten Augenblick sind, in dem das Bezugs-Halbleiterlasergerät (1) noch so ausgesteuert wird, daß seine ausgestrahlte Lichtleistung größer ist als der dritte vorgegebene Leistungswert.