Die Erfindung umfasst weiter verschiedene Verwendungen dieser Vorrichtung so- wie Verfahren zur Auswertung des durch die Vorrichtung erzeugten Meßsignals.

Das Funktionsprinzip einer Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 be- ruht auf der Tatsache, daß die durch den einfallenden Lichtstrahl (zu erfassendes optisches Signal) bzw. durch den ausgekoppelten Lichtstrahl (modulierter optischer Träger) übermittelte Information ausschließlich durch zeitliche Modulation von Am- plitude, Wellenlänge oder relativer Phasenlage repräsentiert wird beziehungsweise ausschließlich spektrale Eigenschaften bestimmt werden sollen. Die Einfalls-bzw.

Ausfallswinkel der Strahlen tragen keine Information, sondern werden im Gegenteil in der Regel konstant gehalten. Weiterhin tragen die Strahlen keinerlei räumliche Modulation.

Die Vorrichtung überträgt die spektralen Eigenschaften des geeignet aufgeweiteten einfallenden Lichtstrahls in den Winkeiraum. Die verschiedenen Winkelkomponen- ten können nun durch Interferenz mit einem geeignet erzeugten Referenzstrahl auf eine räumliche Modulation abgebildet werden, wobei die verschiedenen Winkel- komponenten ein jeweils charakteristisches Interferenzmuster zeigen. Durch ein heterodyne oder quasi-heterodyne Verfahren können zu bestimmten Winkelkom- ponenten passende Interferenzmuster mit hoher Selektivität und Empfindlichkeit detektiert werden.

Im Unterschied zu gewöhnlichen Spektrometern mit dispersiven oder diffraktiven Elementen müssen bei diesem Verfahren die verschiedenen spektralen Kompo- nenten zur Detektion nicht räumlich getrennt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist geeignet für Verfahren der Informations- übertragung unter Verwendung eines breitbandigen optischen Trägers, dessen spektrale Eigenschaften und Autokorrelationseigenschaften manipuliert werden können, sowie empfängerseitig für Verfahren zum Nachweis von breitbandigen Trägern anhand von spektralen Signaturen oder Autokorrelationseigenschaften dieser Träger. Durch Modulation der Autokorre ! ationseigenschaften gemäß, einem Signal und entsprechender Demodulation in einem Empfänger ist das Verfahren geeignet zur Übertragung von Signalen.

Ein besonders interessanter Anwendungsbereich sind optische Mehrkanalnetzwer- ke, da die Fähigkeit der Empfänger, einen einzelnen Kanal zu selektieren, zu einer wesentlichen Vereinfachung der Verteilerknoten im Netzwerk führt.

Der Nachweis des modulierten oder unmodulierten breitbandigen Trägers selbst ermöglicht verschiedene berührungslose Messverfahren.

Nach einer erfindungsgemässen Ausgestaltung der Vorrichtung sind Mittel zur Ein- stellung der Weglängendifferenz der zur Interferenz gebrachten Teilstrahlen vorge- sehen, wodurch eine Selektion der zur Interferenz beitragenden Lichtkomponenten entsprechend ihren Kohärenzeigenschaften durchführbar ist.

Die dargestellten interferometrischen Vorrichtungen werden derart ausgeführt oder weitergebildet, daß die optischen Weglängen, unter denen die Teilstrahlen zur In- terferenz gebracht werden, über ein durch das oder die dispersiven Elemente ein- gebrachtes Maß hinaus differieren.

Am Beispiel der in Fig. 1 gezeigten Anordnung lassen sich die Verhältnisse dar- stellen wie folgt : Die Differenz der optischen Weglängen der zur Interferenz gebrachten Teilstrahlen liegt zwischen 2*di und 2*d2. Eine Wegstrecke 2* (d2-di) wird vom optischen Gitter für die spektrale Selektion verwendet. Die dieser Differenz entsprechende Kohä- renzlänge definiert die spektrale Auflösung der Apparatur. Darüber hinaus wird nur dann ein Interferenzsignal erzeugt, wenn die einfallende Strahlung im Bereich der optischen Weglängendifferenzen zwischen 2*dol und 2*d2 Kohärenzeigenschaften bzw. Autokorrelationseigenschaften zeigt.

Bei einer Anwendung im Bereich der optischen Spektroskopie können auf diese Weise selektiv Linienspektren aufgenommen werden. In diesem Fall tragen nur spektral schmalbandige Komponenten der einfallenden Strahlung mit Kohärenziän- gen größer als 2*d1 zum gemessenen Signal bei.

Bei einer Anwendung im Bereich der optischen Datenübertragung können selektiv Träger mit Autokorrelationseigenschaften im Bereich zwischen 2*di und 2*d2 auf- genommen bzw. vermessen werden. Dies ist insbesondere interessant für eine Anwendung im Bereich des Koharenzlängen-Multiplexing.

Für beide Anwendungsbereiche besteht der besondere Vorteil der Anordnung dar- in, daß die spektrale Auflösung (Spektroskopie) bzw. Bandbreite (Datenübertra- gung) unabhängig von der zu selektierenden Linienbreite (Spektroskopie) bzw.

Autokorrelationslänge (Datenübertragung) eingestellt werden kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrich- tung Mittel zur Drehung des Interferometers bzw. Mittel zur Veränderung oder Aus- wahl des Einfallswinkels auf, welche eine Auswahl der aufzunehmenden oder zu modulierenden Wellenlänge ermöglichen.

Von besonderem Vorteil für eine technische Realisierung der Anordnung kann es sein, die Abstimmung der zu detektierenden Wellenlänge durch eine Drehung des Interferometers als Ganzes bzw. durch eine geeignete Veränderung des Einfalls- winkels zu erreichen. Gegebenenfalls kommt für diese Bauform das Interferometer selbst-abgesehen von den gegebenenfalls erforderlichen Mitteln zur Phasenmo- dulation-ohne bewegliche Elemente aus.

In diesem Fall können die Komponenten des Interferometers gegeneinander fixiert werden, was sich vorteilhaft auf die Stabilität der Justierung auswirkt. Vorausset- zung für die Wellenlängenabstimmung über den Einfallswinkel ist, daß der Winkel, unter dem die Teilstrahlen im Interferometer überlagert werden, eine geeignete Ab- hängigkeit vom Einfallswinkel zeigt. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn die Teilstrah- len spiegelbildlich überlagert werden, d. h. die Teilstrahlen müssen in einem diesbe- züglich asymmetrischen Interferometer über eine jeweils um 1 verschiedene Anzahl von Spiegeln geführt werden.

GemtiR einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann diese Situa- tion bei symmetrischen Interferometern durch Einsatz eines Retroreflektors erreicht werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verände- rung der relativen Phasenlage der interferierenden Teilstrahlen und die Verände- rung des Winkels, unter denen die Teilstrahlen interferieren, gemeinsam durch Be- wegung mindestens eines Bauelements der Vorrichtung erfolgt.

Die Einstellung einer bestimmten Wellenlänge erfolgt z. B. durch eine geeignete Verkippung optischer Elemente der Apparatur so, daß die Teilstrahlen für genau diese Wellenlänge parallel auf den Detektor treffen. Die eigentliche Messung erfolgt dann durch Veränderung der relativen Phasenlage der Teilstrahlen und Nachweis der resultierenden Intensitätsänderung (heterodyne Detektion). In erster Näherung ist die Nachweisbedingung, daß die räumliche Periode des Interferenzmusters grö- ßer als die Detektorfläche wird. Diese Bedingung definiert die spektrale Linienbrei- te. Sind die optischen Weglängen der Teilstrahlen ungleich und/oder führt die Ver- kippung der optischen Elemente zu einer Veränderung der Differenz der optischen Weglängen der Teilstrahlen, dann ändert sich bei der Einstellung der Welienlänge auch die relative Phasenlage des Interferenzmusters. Wenn die Änderung der Pha- senlage über einen Bereich in der Größenordnung der Linienbreite mehrere Peri- oden umfasst, kann dieser Effekt unmittelbar zur Detektion genutzt werden. Dies ist für eine technische Ausführung besonders vorteilhaft, da ein separater Mechanis- mus für die Modulation der Phasenlage dann entfallen kann.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine Bauform des Interferometers, welche die spektrale Selektion und die Modulation der relativen Phasenlage durch eine gemeinsame Bewegung erlaubt. Die Drehung eines der optischen Elemente um einen Stützpunkt P außerhalb des Strahlengangs bewirkt neben der Veränderung des Winkels und damit der Einstellung der selektierten Wellenlänge gleichzeitig eine Veränderung der optischen Weglänge und damit eine Modulation der relativen Phasenlage.

Eine technisch günstige Ausführung der Vorrichtung verwendet ein diffraktives opti- sches Element gleichzeitig als Strahlteiler und als wellenlangendispersives Ele- ment.

Eine technisch besonders günstige Ausführung der Vorrichtung ergibt sich gemäß Figure 3. Hier wird als diffraktives Element ein Beugungsgitter in Reflexion verwen- det. In der gezeigten Anordnung (Fig. 3) wird der kollimiert einfallende Lichtstrahl (Eintrittsöffnung"E", Aperturblende"A", Kollimatorlinse"L") zunächst am Beu- gungsgitter in einen reflektierten ("0-te"Beugungsordnung) und einen gebeugten (1-te Ordnung) Teilstrahl geteilt. Die Teilstrahlen werden durch die Spiegel"S1" bzw."S2"zum Beugungsgitter zurückgeführt. Das Beugungsgitter überlagert die Strahlen indem der vorher reflektierte Teilstrahl zum Detektor gebeugt wird (1-te Ordnung) während der vorher gebeugte Strahl zum Detektor reflektiert wird. Die resultierende spektrale Dispersion der Teilstrahlen ist gegenläufig, d. h. nur für je- weils genau eine bestimmte Wellenlänge kann die Vorrichtung so justiert werden, daß die vereinigten Teilstrahlen sich genau überlagern bzw. parallel laufen.

In der in Figure 3 gezeigten Anordnung übernimmt der Spiegel"S1"die Abstim- mung der Wellenlänge durch geeignete Verkippung und der Spiegel"S2"die Pha- senmodulation.

Figure 4 zeigt die experimentell ermittelte demodulierte spektrale Transferfunktion einer Anordnung gemäß. Figure 3. Verwendet wurde ein Strahlquerschnitt von le- diglich 2,5 mm und entsprechend kleine optische Elemente. Die Anordnung erreicht eine spektrale Auflösung (FWHM) von 0,16 nm bei 632 nm Wettentänge, d. h. er- reicht die bei dieser Dimensionierung zu erwartende physikalische Grenze. Die demodulierte spektrale Transferfunktion der Anordnung entspricht damit der Transferfunktion des Gitters für den gegebenen Durchmesser.

Besonders vorteilhaft können die dargestellten interferometrischen Vorrichtungen derart ausgeführt oder weitergebildet werden, dass ein optischer Resonator ent- steht. Dies hat zur Folge, daß die Vorrichtungen oder Teile der Vorrichtungen mehrfach genutzt werden und die resultierenden Interferenzen durch Überlagerung mehrerer, gegebenenfalls sehr vieler, Teilstrahlen gebildet werden. Eine derartige Überlagerung vieler Teilstrahlen zeigt, verglichen mit der entsprechenden Zwei- strahl-lnterferenz, gegebenenfalls sehr viel schärfere Minima bzw. Maxima der In- tensität.

Bei geeigneter Bearbeitung der jeweiligen Meßwerte und/oder geeigneter Modulati- on der Phasenlage oder der Differenz der optischen Weglängen kann so eine ent- sprechend höhere Genauigkeit bzw. spektrale Auflösung erreicht werden.

Die technische Ausführung des Resonators ist dabei von untergeordneter Bedeu- tung. Neben einfachen Resonatoren mit nur zwei Bauetementen (Fig. 5) kommen alle Arten von Resonatoren insbesondere auch Ring-Kavitäten in Frage.

Besonders vorteilhaft sind Ausführungen bei denen mindestens ein Element des Resonators als wellenlängenabhängiges Element ausgeführt ist oder bei denen sich ein wellenlängenabhängiges Element im Inneren des Resonators befindet (oder beides).

Die Funktionsweise wird dargestellt anhand von Fig. 5 : Der Strahlteiler wird gebildet durch einen halbdurchlässigen Spiegel S, der einen Teil des Lichtes reflektiert. Das wellenlängenabhängige Element ist im Beispiel als Gitter G ausgeführt und derart dimensioniert und angeordnet, daß Licht einer be- stimmten Wellenlänge k zum Spiegel S zurück reflektiert wird [Gitterkonstante = / (2sin ( (p))]. Der dort transmittierte Teil interferiert mit dem vom Spiegel ursprüng- lich reflektierten Licht.

Abhängig von der Effizienz des Gitters und den Reflexions-bzw. Transmissions- koeffizienten des Spiegels treten mehrfach reflektierte Strahlen unterschiedlicher Intensität auf, welche die resultierenden Interferenzmuster in der oben dargestellten Weise beeinflussen.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des vorgenannten Funktionsprinzips. Der Re- sonator wird durch die Elemente S1 und G gebildet. Die Wellenlänge des Resona- tors kann durch Drehung des Gitters G verändert werden, die relative Phasenlage der Teilstrahlen kann durch geeignete Verschiebung von S1 beeinflußt werden.

Das entsprechend der Phasenlage modulierte Interferenzsignal wird über einen weiten Strahlteiler S2 und eine Linse L2 zum Detektor Sig. geführt. Mit E ist die Eintritts-und mit A die Aperturblende bezeichnet. L ist ein Kollimator.

Fig. 7 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel. Hier wird die 0-te Beugungsord- nung des Gitters, d. h. der ungebeugt reflektierte Teil des Lichtes zum Detektor ge- führt.

Besonders vorteilhaft kann es sein, Teile der Vorrichtung mit Hilfe von faseropti- schen Lichtleitern Fzu realisieren (Fig. 8). In diesem Ausführungsbeispiel bezeich- net Ref. einen zweiten Detektor, der ein Referenzsignal aufzeichnet.

In einer weiteren Ausführung (Fig. 9) wird die optische Weglänge d vergrößert oder variabel gehalten. Die Interferenzen werden dann auf Komponenten des einfallen- den Lichtes mit entsprechend hoher Kohärenzlänge bzw. kleiner Bandbreite be- grenzt.

Bei geeigneter Auswertung der Meßwerte abhängig von d können, insbesondere bei hoher Effizienz des Gitters G und hohem Reflexionskoeffizienten von S sehr hohe spektrale Auflösungen erzielt werden.

Die beschriebenen Anordnungen detektieren eine Amplitudenmodulation der Inten- sität am Detektor abhängig von einer Modulation der relativen Phasenlage der in- terferierenden Teilstrahlen vor allem für Komponenten von Interferenzmustern mit kleinen Raumfrequenzen, insbesondere für Raumfrequenzen deren Kehrwert grö- ßer wird als der Durchmesser des Detektors in der entsprechenden Richtung.

Zum Nachweis anderer Interferenzmuster kann vorteilhaft eine mit dem oder den Interferenzmustern bestimmter spektraler Komponenten des einfallenden Lichtes korrelierte Maske vor dem Detektor verwendet werden. Eine derartige Maske er- laubt insbesondere im Zusammenspiel mit einer Modulation der relativen Phasen- lage der interferierenden Teilstrahlen die selektive Erfassung einer vorbestimmten räumlichen Modulation des Interferenzmusters. insbesondere können in einer einzelnen Maske bereits die Interferenzmuster eines spektralen Fingerprints mit vielen spektralen Komponenten enthalten sein.

Die mehrfache Aufnahme des Interferenzmusters durch die dem Detektor vorgela- gerte Maske hindurch bei unterschiedlichen relativen Phasenlagen der Teilstrahlen zeigt eine starke Abhängigkeit der jeweils gemessenen integrierten gesamten In- tensität des Signals von der relativen Phasenlage nur für diejenigen spektralen Komponenten des einfallenden Lichtes, mit deren resultierenden Interfernzmustern die Maske korreliert. Fig. 10 zeigt eine entsprechende Variante der Anordnung am Beispiel der Anordnung aus Fig. 3.

Wird in dieser Anordnung die Maske selbst als diffraktives optisches Element be- trachtet, so bildet die Anordnung einen optischen Korrelator, der die gesuchten Komponenten des Interferenzmusters bestimmt.

Ganz besonders vorteilhaft ist eine solche Anordnung, wenn die Maske durch eine Messung bzw. Aufnahme bestimmt wird, da in diesem Fall auch sehr komplexe In- terferenzmuster bzw. etwa durch Komponenten minderer optischer Qualität ver- zerrte Interferenzmuster uneingeschränkt verwendet werden können.

Es ist von Vorteil, die oben beschriebene Vorrichtung für die optischen Spektrosko- pie zu verwenden, wobei entsprechend der jeweils eingestellten Weglängendiffe- renz der interferierenden Teilstrahlen Komponenten des einfallenden Lichts ent- sprechend ihren Kohärenzlängen bzw. Kohärenzeigenschaften selektiv gemessen werden.

Dies kann insbesondere in der Spektroskopie bei der Aufnahme von Linienspektren vorteilhaft sein. Etwa bei der Atom-Absorptions-oder Atom-Emmissions- Spektroskopie zeigt sich das gesuchte Signal in Form spektraler Linien vor einem breitbandigen Hintergrund-Spektrum. Die spektralen Linien zeigen eine große Ko- härenzlänge (> 1cm), während der breitbandige Hintergrund eine kleine Kohärenz- lange besitzt (< 1cm). Eine erfindungsgemäße Anordnung, bei der die Differenz der optischen Weglängen ca. 1 cm beträgt, detektiert in diesem Fall auschließiich die Atom-Absorptions-bzw. Emissionslinien, während das Hintergrundsignal mit kürze- rer Kohärenzlänge nicht zur Interferenz und damit nicht zum Signal beitragt.

Es ist von Vorteil, die oben beschriebene Vorrichtung im Bereich der optischen Datenübertragung zu verwenden, wobei entsprechend der jeweils eingestellten Weglängendifferenz der interferierenden Teilstrahlen Komponenten des einfallen- den Lichts entsprechend ihren Autokorrelationseigenschaften selektiv aufgenom- men beziehungsweise selektiv moduliert werden.

Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung im Bereich der optischen Datenübertragung kann besonders vorteilhaft sein, wenn das Kohärenz- Multiplexing-Verfahren zur Erhöhung der Übertragungskapazität eingesetzt wird.

Bei diesem Verfahren werden mehrere Signale bei der gleichen Wellenlänge da- durch übertragen, daß die Autokorrelationseigenschaften des Trägers gezielt ver- ändert werden.

Dies geschieht etwa dadurch, das der optische Träger senderseitig zeitversetzt mit sich selbst überlagert wird. Dies führt zu einer Autokorrelation des Trägers bei der entsprechenden zeitlichen Versetzung, durch deren Modulation ein Signal übertra- gen werden kann. Bei verschiedenen Autokorrelationszeiten können unabhängig voneinander verschiedene Signale übertragen werden. Im Frequenzraum drücken sich die Autokorrelationseigenschaften, d. h. die Kohärenzeigenschaften für ganz bestimmte Differenzen der optischen Weglängen der Teilstrahlen, durch eine spek- trale Feinstruktur des optischen Trägers aus.

Die beschriebene Vorrichtung ist besonders gut als Empfänger für ein kombiniertes Wellenlängen-und Kohärenz-Multiplexing-Verfahren geeignet, da zum einen Wel- lenlänge und Autokorrelationszeit unabhängig voneinander eingestellt werden kön- nen, zum anderen durch geeignete Dimensionierung der dispersiven Elemente und der Differenzen der optischen Weglängen die zu erfassende Bandbreite der Träger, der spektrale Kanalabstand und der Kanalabstand bzgl. Autokorrelationszeiten den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden können.

Es ist von Vorteil, die oben beschriebene Vorrichtung zur Modulation von einfallen- dem breitbandigen Licht zu verwenden, wobei mindestens einer spektralen Kom- ponente des Lichts vordefinierte Kohärenzeigenschaften bzw. Autokorrelationsei- genschaften aufgeprägt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders gut als Modulator für ein kombi- niertes Wellenlängen-und Kohärenz-Multiplexing-Verfahren geeignet, da zum ei- nen Wellenlänge und Autokorrelationszeit unabhängig voneinander eingestellt wer- den können, zum anderen durch geeignete Dimensionierung der dispersiven Ele- mente und der Differenzen der optischen Weglängen die zu erfassende Bandbreite der Träger, der spektrale Kanalabstand und der Kanalabstand bzgl. der Autokorre- lationszeiten den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden können.

Es ist von Vorteil, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion mindestens ei- ner spektralen Komponente des einfallenden Lichts zu verwenden, welche vordefi- nierte Kohärenzeigenschaften bzw. Autokorrelationseigenschaften aufweist.

Die Anordnung ist allgemein geeignet zum Nachweis bzw. zur Messung von Licht mit definierten Autokorrelationseigenschaften, d. h. zur selektiven Erfassung von Licht, das nicht nur durch einen bestimmten Wellenlängenbereich, sondern auch durch eine als spektrale Signatur dienende spektrale Feinstruktur gekennzeichnet ist. Dieses Verfahren kann Anwendung finden im Rahmen verschiedenster Meß- verfahren, die auch bei Anwesenheit von Fremdlicht störungsfrei arbeiten sollen.

Im Rahmen der optischen Informationsübertragung kann mit Hilfe der erfindungs- gemäßen Vorrichtung eine Vielzahl von Vorteilen genutzt werden, die aus der Ver- wendung spektral breitbandiger Träger und gegebenenfalls komplexer spektraler Signaturen resultieren.

Neben oder zusätzlich zu den bekannten und üblichen Multiplexing-Verfahren der optischen Nachrichtenübertragung wie Time-Division-Multiplexing und Wavelength- Division-Multiplexing, unterstützten die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren das sogenannte Coherence-Multiplexing sowie ein neuartiges auf der Verwendung komplexer spektraler Signaturen breitbandiger optischer Träger auf- gebautes Code-Division-Multiplexing Verfahren.

Überdies können die verschiedenen Multiplexing Verfahren, ggf. ergänzt durch Sub-Carrier-Multiplexing, kombiniert werden. Dadurch wird es z. B. möglich die An- zahl der Übertragungskanäle und deren jeweilige Bandbreite in weiten Grenzen zu skalieren.

Die Verwendung komplexer spektraler Signaturen breitbandiger optischer Träger zur Informationsübertragung durch die erfindungsgemäßen Vorrichtungen er- schließt darüber hinaus die Vorteile, die im Bereich der Funkwellen bereits von ver- schiedenartigen Spread-Spectrum-Verfahren genutzt werden. Durch die Verwen- dung von Autokorrelationsfunktionen kommen die erfindungsgemäßen Vorrichtun- gen dabei im Gegensatz zu Spread-Spectrum-Verfahren ohne die Erzeugung eines lokalen Referenzträgers aus.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren ist die inhärent kryptographische Übertragung, etwa bei Verwendung komplexer spektraler Signaturen oder relativ großer zeitlicher Differenzen der Autokorrelation. Weiterhin von besonderem Vorteil ist die Resistenz der Übertragung gegenüber Fremdlicht jeder Art, das nicht derartige spektrale Signaturen zeigt, sowie die Möglichkeit so- gar die Anwesenheit des optischen Trägers selbst zu verschleiern, wenn die Ener- gie auf einen ungewöhnlich breiten spektralen Bereich verteilt wird.

Ein Angreifer kann daher ohne Kenntnis der spektralen Signatur, die in diesem Kontext als physikalischer Schlüssel interpretiert werden kann, die Informations- übertragung weder demodulieren noch durch Fremdlicht stören, gegebenenfalls bleibt sogar die Tatsache das überhaupt eine Datenübertragung stattfindet verbor- gen.

Entsprechende Eigenschaften ergeben sich für berührungslose Messverfahren.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren erlauben neben optischen Messverfahren, die ungestört von Fremdlicht arbeiten, auch eine Verwendung im Bereich von LADAR bzw. LIDAR Anwendungen und iasergestützten Zielerfas- sungs-bzw. Zielführungssystemen, wobei das Ziel den verwendeten Messtrahl we- der detektieren noch stören kann.

Bei einer Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen im Bereich der opti- schen Spektroskopie wird vorteilhafterweise das optische Spektrum von Licht, wel- ches auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung einfällt, nach einem Verfahren be- stimmt, welches folgende Schritte umfaßt : Zunächst wird die am Detektor gemes- sene Lichtintensität für verschiedene relative Phasenlagen der interferierenden Teilstrahlen und/oder für verschiedene Winkel, unter denen die Teilstrahlen interfe- rieren, erfaßt. In einem weiteren Schritt wird das optische Spektrum aus den im er- sten Schritt gemessenen Lichtintensitäten berechnet.

Die Aufnahme von Meßwerten bei verschiedenen relativen Phasenlagen ggf. über einen Bereich optischer Weglängendifferenzen von einem vielfachen der Wellen- lange, erlaubt es, die spektrale Auflösung der Apparatur durch numerische Verfah- ren (etwa Dekonvolution) zu erhöhen. Da Meßwerte mit einer spektralen Schritt- weite auch sehr viel kleiner als der Halbwertsbreite der spektralen Transferfunktion aufgenommen werden können und die Phasenmodulation einen zusätzlichen Frei- heitsgrad für die Aufnahme von Meßwerten darstellt, kann das optische Spektrum bzw. die Intensität des einfallenden Lichtes für eine bestimmte Wellenlange mit Hilfe von Integraltransformationen jeweils unter Verwendung einer Vielzahl von Meßwerten berechnet werden. Eine derartige numerische Bearbeitung der aufge- nommenen Meßwerte zur Berechnung des optischen Spektrums wirkt sich günstig aus auf die erreichbare spektrale Auflösung, die Empfindlichkeit und den Si- gnal/Rauschabstand.

Fig. 11 zeigt ein Beispiel für das Signal einer schmalbandigen Lichtquelle in Ab- hängigkeit vom Winkel p (Computersimulation) für eine Vorrichtung nach Anspruch 4 bzw. Fig. 2. Gleichzeitig mit der Veränderung des Winkels erfolgt eine Verschie- bung der relativen Phasenlage der überlagerten Strahlen.

Das Signal setzt sich zusammen aus einer durch die winkelabhängige, kontinuierli- che Veränderung der relativen Phasenlage verursachte Modulation der gemesse- nen Intensität sowie einer winkelabhängigen Amplitude, d. h. Hüllkurve dieser Mo- dulation.

Die tntensität der spektralen Komponenten des einfallenden Lichtes können zu- nächst durch Korrelation der Messung mit der jeweiligen spektralen Transferfunkti- on berechnet werden. Durch mathematische Verfahren wie Dekonvolution können die Berechnungen-insbesondere wenn bestimmte Eigenschaften der Spektren vorgegeben sind (Linienspektrum, begrenzter Satz von zu erkennenden Absorpti- onsspektren etwa im Bereich der Chemometrie) verfeinert werden.

Dieser spektralen Transferfunktion der Apparatur (Fig. 11) kann eine Hü ! ! kurve zu- geordnet werden. Für das gezeigte Signal einer monochromatischen Lichtquelle kann die jeweilige Winkelposition des Maximums der Hülikurve direkt einer Wel- lenlänge zugeordnet werden.

Die genaue Form der Transferfunktion hängt von der Qualität der verwendeten op- tischen Komponenten ab. Es kann technisch vorteilhaft sein, die spektralen Trans- ferfunktionen einer konkreten Apparatur durch Messung zu ermitteln. Ein Satz der- artiger Transferfunktionen repräsentiert damit gleichzeitig eine Eichmessung der Anordnung.