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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-176069(P2015-176069A)
(43)【公開日】2015年10月5日
(54)【発明の名称】光素子の制御方法
(51)【国際特許分類】
G02F 1/01 20060101AFI20150908BHJP
G02B 6/12 20060101ALI20150908BHJP
G02B 6/122 20060101ALI20150908BHJP
【ＦＩ】
G02F1/01 B
G02B6/12 J
G02B6/12 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2014-53947(P2014-53947)
(22)【出願日】2014年3月17日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「超低消費電力型光エレクトロニクス実装システム技術開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000005223
【氏名又は名称】富士通株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】513065077
【氏名又は名称】技術研究組合光電子融合基盤技術研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100146776
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 昭則
(72)【発明者】
【氏名】秋山 知之
【テーマコード（参考）】
2H147
2K102
【Ｆターム（参考）】
2H147AB02
2H147AB04
2H147AB06
2H147AB15
2H147AB17
2H147AC01
2H147AC05
2H147BD03
2H147BE15
2H147CD01
2H147EA12A
2H147EA13A
2H147EA13C
2H147EA14A
2H147EA14B
2K102AA28
2K102BA26
2K102BB02
2K102BC10
2K102BD02
2K102CA10
2K102DA04
2K102DB02
2K102DC07
2K102EA02
2K102EA05
2K102EA25
2K102EB20
2K102EB22
(57)【要約】 （修正有）
【課題】共振波長が、光源から出射された光の波長に対応するように、割り当てや調整を行なうことができる光素子の制御方法を提供する。【解決手段】異なる波長の光を出射する複数の光源１０と、光導波路３１に沿ってカスケード接続された複数のリング変調器３０と、を有し、リング変調器は、リング共振器３２とリング共振器における共振波長を調整するための波長調整電極とを備えている。複数の光源のうちの１つの光源より光を出射する工程と、リング変調器における波長調整電極に供給するパワーを調整することにより、１つの光源より出射された光の波長とリング変調器におけるリング共振器の共振波長とが一致する１または２以上のパワーの値を取得する工程と、各々の光源と各々のリング変調器とに対応する一致するパワーの値の関係を得る工程と、一致するパワーの値の関係に基づき各々の光源に対応するリング変調器を各々選択する工程と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
異なる波長の光を出射する複数の光源と、光導波路に沿ってカスケード接続された複数のリング変調器と、を有し、前記リング変調器は、リング共振器と前記リング共振器における共振波長を調整するための波長調整電極とを備えており、前記複数の光源より出射された光を合波し前記光導波路に入射する光素子の制御方法において、
前記複数の光源のうちの１つの光源より光を出射する工程と、
前記リング変調器における前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより、前記１つの光源より出射された光の波長と前記リング変調器におけるリング共振器の共振波長とが一致する１または２以上のパワーの値を取得する工程と、
各々の前記光源と各々の前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値の関係を得る工程と、
前記一致するパワーの値の関係に基づき各々の前記光源に対応する前記リング変調器を各々選択する工程と、
を有することを特徴とする光素子の制御方法。
前記複数の光源のうちの１つの光源より光を出射する工程と、
前記リング変調器における前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより、前記１つの光源より出射された光の波長と前記リング変調器におけるリング共振器の共振波長とが一致する１または２以上のパワーの値を取得する工程と、
各々の前記光源と各々の前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値の関係を得る工程と、
前記一致するパワーの値の関係に基づき各々の前記光源に対応する前記リング変調器を各々選択する工程と、
を有することを特徴とする光素子の制御方法。
【請求項2】
前記光源の数と前記リング変調器の数は同じであって、
前記各々の前記光源と各々の前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値の関係は、各々の前記光源及び各々の前記リング変調器のうちの一方を行とし、他方を列とする行列であって、前記光源と前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値を前記行列の要素とするものであることを特徴とする請求項１に記載の光素子の制御方法。
前記各々の前記光源と各々の前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値の関係は、各々の前記光源及び各々の前記リング変調器のうちの一方を行とし、他方を列とする行列であって、前記光源と前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値を前記行列の要素とするものであることを特徴とする請求項１に記載の光素子の制御方法。
【請求項3】
前記行列は、前記光源より出射された光の波長と前記リング変調器におけるリング共振器の共振波長とが一致するパワーの値が存在している場合には、対応する要素に前記一致するパワーの値が記憶されており、前記一致するパワーの値が存在していない場合には、対応する要素は空白となっているものであって、
前記選択する工程は、前記行列における前記空白を有しない対角列において、最も上、または、最も下の対角列を選択することを特徴とする請求項２に記載の光素子の制御方法。
前記選択する工程は、前記行列における前記空白を有しない対角列において、最も上、または、最も下の対角列を選択することを特徴とする請求項２に記載の光素子の制御方法。
【請求項4】
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在していない場合には、
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在するように、前記光源または前記リング変調器の順序を入れ替える工程を有することを特徴とする請求項３に記載の光素子の制御方法。
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在するように、前記光源または前記リング変調器の順序を入れ替える工程を有することを特徴とする請求項３に記載の光素子の制御方法。
【請求項5】
異なる波長の光を出射する複数の光源と、光導波路に沿ってカスケード接続された複数のリング分波器と、を有し、前記リング分波器は、リング共振器と前記リング共振器における共振波長を調整するための波長調整電極とを備えており、前記複数の光源より出射された光を合波し前記光導波路に入射する光素子の制御方法において、
前記複数の光源のうちの１つの光源より光を出射する工程と、
前記リング分波器における前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより、前記１つの光源より出射された光の波長と前記リング分波器におけるリング共振器の共振波長とが一致する１または２以上のパワーの値を取得する工程と、
各々の前記光源と各々の前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値の関係を得る工程と、
前記一致するパワーの値の関係に基づき各々の前記光源に対応する前記リング分波器を各々選択する工程と、
を有することを特徴とする光素子の制御方法。
前記複数の光源のうちの１つの光源より光を出射する工程と、
前記リング分波器における前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより、前記１つの光源より出射された光の波長と前記リング分波器におけるリング共振器の共振波長とが一致する１または２以上のパワーの値を取得する工程と、
各々の前記光源と各々の前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値の関係を得る工程と、
前記一致するパワーの値の関係に基づき各々の前記光源に対応する前記リング分波器を各々選択する工程と、
を有することを特徴とする光素子の制御方法。
【請求項6】
前記光源の数と前記リング分波器の数は同じであって、
前記各々の前記光源と各々の前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値の関係は、各々の前記光源及び各々の前記リング分波器のうちの一方を行とし、他方を列とする行列であって、前記光源と前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値を前記行列の要素とするものであることを特徴とする請求項５に記載の光素子の制御方法。
前記各々の前記光源と各々の前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値の関係は、各々の前記光源及び各々の前記リング分波器のうちの一方を行とし、他方を列とする行列であって、前記光源と前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値を前記行列の要素とするものであることを特徴とする請求項５に記載の光素子の制御方法。
【請求項7】
前記行列は、前記光源より出射された光の波長と前記リング分波器におけるリング共振器の共振波長とが一致するパワーの値が存在している場合には、対応する要素に前記一致するパワーの値が記憶されており、前記一致するパワーの値が存在していない場合には、対応する要素は空白となっているものであって、
前記選択する工程は、前記行列における前記空白を有しない対角列において、最も上、または、最も下の対角列を選択することを特徴とする請求項６に記載の光素子の制御方法。
前記選択する工程は、前記行列における前記空白を有しない対角列において、最も上、または、最も下の対角列を選択することを特徴とする請求項６に記載の光素子の制御方法。
【請求項8】
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在していない場合には、
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在するように、前記光源またはリング分波器の順序を入れ替える工程を有することを特徴とする請求項７に記載の光素子の制御方法。
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在するように、前記光源またはリング分波器の順序を入れ替える工程を有することを特徴とする請求項７に記載の光素子の制御方法。
【請求項9】
前記行列において、前記一致するパワーの値が所定の値以下の場合には、対応する要素を空白にする工程を有することを特徴とする請求項３、４、７、８のいずれかに記載の光素子の制御方法。
【請求項10】
前記リング共振器における共振波長を検出する光検出器を備え、
各々の前記光源に対する各々の前記リング共振器における前記一致する１または２以上のパワーの値は、前記光検出器において検出される値が最大となるように、前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより得られることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の光素子の制御方法。
各々の前記光源に対する各々の前記リング共振器における前記一致する１または２以上のパワーの値は、前記光検出器において検出される値が最大となるように、前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより得られることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の光素子の制御方法。
【請求項11】
前記調整は、２以上の前記光源より光を出射させた状態で行なうことを特徴とする請求項１０に記載の光素子の制御方法。
【請求項12】
前記調整は、２以上の前記リング共振器における前記波長調整電極にパワーを印加した状態で行なうことを特徴とする請求項１０に記載の光素子の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光素子の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
光通信技術の１つとして、波長分割多重通信（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）の技術を用いた大容量光ファイバ通信システムがある。波長分割多重の技術を用いた大容量光ファイバ通信システムでは、波長の異なった複数の光源により形成された光信号が、１本の光ファイバをＷＤＭ信号として伝送されるため、大容量の通信が可能となる。即ち、ＷＤＭ信号は、波長の相互に異なる信号が、各々独立したチャネルの信号成分として伝送されるため、大容量の通信が可能となる。このような波長分割多重通信の技術を用いた波長分割多重通信機器においては、光ファイバから、各々の波長に対応した信号成分に分離するための分波器と、光ファイバに入力される各々の波長に対応した信号成分を生成するための変調器とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３−１３０７３８号公報
【特許文献2】特開平５−３４７４５２号公報
【特許文献3】特開２０１３−２６５４３号公報
【特許文献4】米国特許出願公開第２０１０／０３２９６８５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述した波長分割多重通信機器に用いられる変調器としては、リング型導波路が形成されているリング変調器があり、分波器としては、リング型導波路が形成されているリング分波器がある。このようなリング変調器やリング分波器は、小型化や低消費電力化に有利とされており、光素子であるリング変調器やリング分波器を高密度実装することにより、小型で大容量の波長分割多重通信機器を実現することが可能となる。ところで、このようなリング変調器やリング分波器においては、製造誤差等により、所望の共振波長となるように作製されない場合や、環境等における温度変化により、共振波長が変動する場合がある。このため、リング変調器やリング分波器における共振波長が、光源から出射された光の波長に対応するように、割り当てや調整を行なうこと必要となる。
【0005】
よって、複数のリング変調器や複数のリング分波器等の光素子における共振波長が、光源から出射された光の波長に対応するように、割り当てや調整を行なうことのできる光素子の制御方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本実施の形態の一観点によれば、異なる波長の光を出射する複数の光源と、光導波路に沿ってカスケード接続された複数のリング変調器と、を有し、前記リング変調器は、リング共振器と前記リング共振器における共振波長を調整するための波長調整電極とを備えており、前記複数の光源より出射された光を合波し前記光導波路に入射する光素子の制御方法において、前記複数の光源のうちの１つの光源より光を出射する工程と、前記リング変調器における前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより、前記１つの光源より出射された光の波長と前記リング変調器におけるリング共振器の共振波長とが一致する１または２以上のパワーの値を取得する工程と、各々の前記光源と各々の前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値の関係を得る工程と、前記一致するパワーの値の関係に基づき各々の前記光源に対応する前記リング変調器を各々選択する工程と、を有することを特徴とする。
【0007】
また、本実施の形態の他の一観点によれば、異なる波長の光を出射する複数の光源と、光導波路に沿ってカスケード接続された複数のリング分波器と、を有し、前記リング分波器は、リング共振器と前記リング共振器における共振波長を調整するための波長調整電極とを備えており、前記複数の光源より出射された光を合波し前記光導波路に入射する光素子の制御方法において、前記複数の光源のうちの１つの光源より光を出射する工程と、前記リング分波器における前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより、前記１つの光源より出射された光の波長と前記リング分波器におけるリング共振器の共振波長とが一致する１または２以上のパワーの値を取得する工程と、各々の前記光源と各々の前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値の関係を得る工程と、前記一致するパワーの値の関係に基づき各々の前記光源に対応する前記リング分波器を各々選択する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
開示の光素子の制御方法によれば、複数のリング変調器や複数のリング分波器等の光素子における共振波長が、光源から出射された光の波長に対応するように、割り当てや調整を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】光素子の構造図
【図2】光素子の説明図
【図3】第１の実施の形態における光素子の制御方法の説明図（１）
【図4】第１の実施の形態における光素子の制御方法の説明図（２）
【図5】第１の実施の形態における光素子の制御方法の説明図（３）
【図6】第１の実施の形態における光素子の制御方法の説明図（４）
【図7】第１の実施の形態における光素子の制御方法のフローチャート
【図8】第１の実施の形態における光素子の制御方法の説明図（５）
【図9】第２の実施の形態における光素子の制御方法の説明図（１）
【図10】第２の実施の形態における光素子の制御方法の説明図（２）
【図11】第２の実施の形態における光素子の制御方法の説明図（３）
【図12】第３の実施の形態における光素子の制御方法の説明図
【図13】第４の実施の形態における光素子の制御方法の説明図
【図14】第５の実施の形態における光素子の制御方法の説明図
【図15】第６の実施の形態における光素子の制御方法の説明図
【図16】第７の実施の形態における光素子の制御方法の説明図
【図17】第８の実施の形態における光素子の構造図
【図18】第８の実施の形態における光素子の制御方法の説明図
【図19】第９の実施の形態における光素子の制御方法の制御シーケンス図
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0011】
〔第１の実施の形態〕最初に、本実施の形態における光素子の制御方法において、制御の対象となる光素子を含む波長分割多重通信装置について、図１に基づき説明する。この波長分割多重通信装置は、光源群１０、ＷＤＭ合波器２０、リング変調器群３０、リング分波器群４０を有している。
【0012】
光源群１０には、光源となる相互に出射されるレーザ光の波長が異なる複数のレーザダイオードが設けられており、リング変調器群３０には、相互に共振波長が異なる複数のリング変調器が設けられている。リング分波器群４０には、相互に共振波長が異なる複数のリング分波器が設けられている。また、リング変調器群３０とリング分波器群４０との間には、１本の光ファイバ７０等が設けられているが、光ファイバ７０に代えて１本の光導波路が形成されていてもよい。
【0013】
光源群１０には、相互に波長の異なるＮ個のレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮが設けられており、光源群１０におけるＮ個のレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されたレーザ光は、ＷＤＭ合波器２０において合波される。ＷＤＭ合波器２０において合波された波長の異なるレーザ光は、リング変調器群３０における光導波路３１に入射する。リング変調器群３０においては、光導波路３１に沿ってカスケード接続されている相互に共振波長の異なるＮ個のリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮが設けられている。各々のリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮでは、各々のリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮに対応する波長のレーザ光が変調され、リング変調器群３０における光導波路３１より出射され、光ファイバ７０の一方の端部に入射する。光ファイバ７０に入射した変調された相互に波長の異なるレーザ光は、光ファイバ７０内を伝搬した後、光ファイバ７０の他方の端部より出射され、リング分波器群４０における光導波路４１に入射する。リング分波器群４０においては、光導波路４１に沿ってカスケード接続されている相互に共振波長の異なるＮ個のリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮが設けられている。各々のリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮにおいては、各々のリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮに対応する波長のレーザ光に分波され、光信号が検出される。
【0014】
リング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮは、共振波長が異なる以外は略同一の構造であり、リング共振器３２、変調電極３３ａ、３３ｂ、ヒータ３４、光検出用導波路３５、光検出器３６等を有している。リング共振器３２は、円形等の形状により形成されており、光導波路３１の近傍に配置されている。リング共振器３２の内側には変調電極３３ａが設けられており、外側には変調電極３３ｂが設けられており、変調電極３３ａと変調電極３３ｂとの間に、電圧を印加することにより、光変調がなされる。
【0015】
波長調整電極となるヒータ３４は、リング共振器３２の上または下または内周沿いまたは外周沿い等、１リング共振器３２を局所的に温める位置において、リング共振器３２の形状に対応して設けられており、ヒータ３４の一方の端部にはヒータ電極３４ａが設けられており、他方の端部にはヒータ電極３４ｂが設けられている。ヒータ３４では、ヒータ電極３４ａとヒータ電極３４ｂとの間において電流を流すことにより、リング共振器３２が形成されている部分を加熱することができる。これにより、リング共振器３２の温度を変化させることができるため、共振波長を調整することができる。光検出用導波路３５は、リング共振器３２を介し、光導波路３１と対向する位置であって、リング共振器３２の近傍に設置されている。対向する位置は一例であり、リング共振器３２の近傍であればどの位置でもよい。光検出器３６は、光検出用導波路３５に接続されており、光検出用導波路３５を介し、リング共振器３２内を伝搬する光をモニタすることができる。本実施の形態においては、光検出器３６は、フォトディテクタ（ＰＤ）等により形成されている。
【0016】
リング分波器群４０におけるリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮは、共振波長が異なる以外は略同一の構造であり、リング共振器４２、ヒータ４３、光検出用導波路４４、光検出器４５等を有している。リング共振器４２は、円形等の形状で形成されており、光導波路４１の近傍に配置されている。
【0017】
ヒータ４３は、リング共振器４２の上または下または内周沿いまたは外周沿い等、１リング共振器３２を局所的に温める位置において、リング共振器４２の形状に対応して設けられており、ヒータ４３の一方の端部にはヒータ電極４３ａが設けられており、他方の端部にはヒータ電極４３ｂが設けられている。ヒータ４３では、ヒータ電極４３ａとヒータ電極４３ｂとの間に電流を流すことにより、リング共振器４２が形成されている部分を加熱することができる。これにより、リング共振器４２の温度を変化させることができるため、共振波長を調整することができる。光検出用導波路４４は、リング共振器４２を介し、光導波路４１と対向する位置であって、リング共振器４２の近傍に設置されている。対向する位置は一例であり、リング共振器４２の近傍であればどの位置でもよい。光検出器４５は、光検出用導波路４４に接続されており、光検出用導波路４４を介し、リング共振器４２内を伝搬する光をモニタすることができる。光検出器４５は、フォトディテクタ（ＰＤ）等により形成されている。
【0018】
図１に示される装置では、光源群１０のレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長と、リング変調器群３０のリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮの共振波長とが、１対１で対応していることが求められている。また、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長と、リング分波器群４０におけるリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮの共振波長とが、１対１で対応していることが求められている。
【0019】
具体的には、図２に示されるように、制御前では、リング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮの共振波長と、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長とがずれている。即ち、一致していない。このため、リング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮの共振波長が、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長と各々に対応して一致するような制御が求められる。
【0020】
また、図２に示されるように、制御前では、リング分波器群４０におけるリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮの共振波長と、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長とがずれている。即ち、一致してない。このため、リング分波器群４０におけるリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮの共振波長が、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長と各々に対応して一致するような制御が求められる。
【0021】
よって、本実施の形態においては、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長とリング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮの共振波長の関係を検出する。次に、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長に対応するリング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮを選定する。次に、光源群１０における各々のレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長とリング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮの共振波長とが一致するように調整する。これにより、リング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮの共振波長と、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長とが、各々に対応して一致させることができる。
【0022】
同様に、本実施の形態においては、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長とリング分波器群４０におけるリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮの共振波長の関係を検出する。次に、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長に対応するリング分波器群４０におけるリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮを選定する。次に、光源群１０における各々のレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長とリング分波器群４０におけるリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮの共振波長とが一致するように調整する。これにより、リング分波器群４０におけるリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮの共振波長と、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮより出射されるレーザ光の波長とが、各々に対応して一致させることができる。
【0023】
次に、図３に示されるようにリング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ２の共振波長を光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ２より出射されるレーザ光の波長に一致させる場合について、図４に基づき説明する。
【0024】
図４は、レーザダイオードＬＤ２を発光させた場合において、リング変調器ＲＭ２のヒータ３４におけるヒータ電極３４ａとヒータ電極３４ｂとの間に流れる電流を変化させた場合における共振波長の変化を示すものである。図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）は、この順で、ヒータ電極３４ａとヒータ電極３４ｂとの間に流れる電流を増加させた場合における共振波長の変化を示している。尚、ヒータ電極３４ａとヒータ電極３４ｂとの間に流れる電流を増加させることにより、ヒータ３４に供給される電力（Ｐｈｅａｔｅｒ）が増加する。ヒータ電極３４ａとヒータ電極３４ｂとの間に流れる電流、即ち、ヒータ３４に供給される電力（Ｐｈｅａｔｅｒ）を増加させることにより、共振波長は長波長側にシフトする。尚、本実施の形態においては、このようにヒータ３４に供給する電力を０から上昇させていくことを掃引と記載する場合がある。
【0025】
リング変調器ＲＭ２における共振波長の調整は、図５に示されるように、リング変調器ＲＭ２における光検出器３６において検出される光強度ＩＰＤの値がピークとなるように、ヒータ３４に供給される電力を調整することにより行なう。このように光検出器３６において検出される光強度ＩＰＤの値がピークとなるように電力量を調整することにより、図４（ｂ）に示されるように、リング変調器ＲＭ２の共振波長をレーザダイオードＬＤ２より出射されるレーザ光の波長に一致させることができる。図５に示す場合では、電力量Ｐｐｅａｋにおいて、光検出器３６において検出される光強度ＩＰＤの値がピークとなる。このようにして得られたレーザダイオードＬＤ２を発光させた場合におけるリング変調器ＲＭ２のヒータ３４に供給される電力量Ｐｐｅａｋの値を不図示の記憶部等に記憶する。
【0026】
同様に、レーザダイオードＬＤ２を発光させた場合において、他のリング変調器ＲＭ１、・・・、ＲＭＮのヒータ３４に供給される電力（Ｐｈｅａｔｅｒ）を変化させる。これにより、光検出器３６において検出される光強度ＩＰＤがピークとなる電力量Ｐｐｅａｋの値を不図示の記憶部等に得て記憶する。
【0027】
上記と同様の工程を光源群１０における他のレーザダイオードＬＤ１、・・・、ＬＤＮについても行なう。これにより、図６に示されるような、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮとリング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮとの間において対応する電力量Ｐｐｅａｋの値の表を得る。本実施の形態においては、このように得られた図６に示す２次元配列をＰＰＭ（Peak-Position Matrix）と記載する場合がある。このようなＰＰＭは不図示の記憶部等に記憶される。尚、図６においては、光源群１０におけるレーザダイオードの数が８個、リング変調器群３０におけるリング変調器の数が８個の場合、即ち、Ｎが８の場合におけるＰＰＭを例に示している。
【0028】
図６に示されるＰＰＭは、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤ８とリング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８をインデクスとする２次元配列である。このようなＰＰＭには、電力量Ｐｐｅａｋの値を検出したレーザダイオードとリング変調器とにより参照される配列要素に、検出された電力量Ｐｐｅａｋの値が格納される。例えば、図６に示されるＰＰＭは、行が、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤ８、列が、リング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８に相当する行列である。ＰＰＭには、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤ８の最後に示される数字をｍとし、リング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８の最後に示される数字をｎとした場合に、検出された電力量Ｐｐｅａｋの値は、ＰＰＭにおける（ｍ、ｎ）要素に格納される。電力量Ｐｐｅａｋの値は、駆動回路の駆動能力や、ヒータ３４の信頼性の観点から上限が設けられる。この上限以下の範囲において、リング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８の光検出器３６により光強度ＩＰＤのピークが検出されなかった場合には、ＰＰＭにおける要素には、ピークが検出されなかったことを示す未検出タグ（例えば空白等）を格納する。
【0029】
ところで、本実施の形態においては、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤ８の最後に示される数字ｍが増加するに伴い、レーザダイオードから出射されるレーザ光の波長が長くなる場合を想定している。また、リング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８の最後に示される数字ｎが増加するに伴い、リング共振器３２におけるリング径が大きくなる場合を想定している。従って、この場合には、図６に示されるＰＰＭのように、未検出タグ以外の要素は同一行中では右に行くほど小さく、同一列中では下に行くほど大きくなる。尚、図１に示されるように、リング共振波長は周期的に複数存在するため、リング変調器ＲＭ８のリング共振器３２の共振波長の１つ長波長側にあるリング共振器３２の共振波長は、リング変調器ＲＭ１のリング共振器３２に由来するものである。よって、上記において右に行くほど、あるいは下に行くほどとは、巡回的な意味であり、リング変調器ＲＭ８の右にリング変調器ＲＭ１が位置しており、レーザダイオードＬＤ８の下にレーザダイオードＬＤ１が位置していることを意味する。
【0030】
本実施の形態においては、図６に示されるように、斜め右下がりのＮ個（８個）の対角列の中に、空白等の未検出タグを全く持たない対角列（無空白における対角列）が生まれる。無空白における対角列が複数存在する場合、上下方向に隣接して並ぶ。これらの中から１つの無空白における対角列を選択し、これらの要素のインデクスとなるレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤ８とリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８とを対応させる。これにより、リング変調器とレーザダイオードとを１対１に各々対応づけをすることができる。隣接する無空白における対角列において、最も上に位置するものを選択することにより、トータルの電力量を最小にすることが可能となり、消費電力を最小限に抑えることができる。
【0032】
次に、ステップ１４（Ｓ１４）において、光源群１０におけるレーザダイオードＬＤｍよりレーザ光を出射する。
【0033】
次に、ステップ１６（Ｓ１６）において、リング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮにおけるリング共振器３２の光検出器３６において検出される光強度ＩＰＤがピークとなる電力量Ｐｐｅａｋの値を得る。尚、このステップは、リング変調器ＲＭｎとし、ｎを１〜Ｎまでのループとして行ってもよい。
【0034】
次に、ステップ１８（Ｓ１８）において、現在のｍに１を加える。
【0035】
次に、ステップ２０（Ｓ２０）において、ｍがＮ以下であるか否かを判断する。ｍがＮ以下である場合には、ステップ１４に移行する。ｍがＮ以下でない場合には、ステップ２２に移行する。
【0036】
次に、ステップ２２（Ｓ２２）において、得られた電力量Ｐｐｅａｋの値に基づきＰＰＭを作成する。
【0037】
次に、ステップ２４（Ｓ２４）において、ＰＰＭにおける無空白における対角列のうち、最も上の対角列を選択することにより、各々のレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮに１対１で対応するリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８を選択する。
【0038】
尚、本実施の形態においては、図８に示されるリング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮの場合について説明した。即ち、Ｎ個の異なる波長を持つレーザダイオードとＮ個のリング変調器からなるＷＤＭ送信器であって、全てのレーザダイオードから出射されたレーザ光を合波した後、リング変調器がカスケード接続された導波路に導かれるものについて説明した。具体的には、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮの最後に示される数字が増大するのに伴い波長が長波長となる。また、リング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮの最後に示される数字が増大するのに伴い、光源群１０より下流に配置され、リング径が増大する構造である。このような構造のものの場合、図６に示されるＰＰＭのように、右あるいは上に行くほど行列要素の数値が小さくなり、右下がりの無空白対角列が生まれ、複数存在する場合は上下に隣接する。この中から最上に位置するものを選択することにより、各々のリング変調器において、波長を割り当てるべきレーザダイオードを決定することができる。
【0039】
本実施の形態においては、リング変調器の場合について説明したが、リング変調器をリング分波器に代えた場合においても同様であり、同様の制御等を行なうことができる。この場合、リング分波器群４０の各々のリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮにおける光検出器４５をモニタとして機能させることができる。例えば、この場合、光検出器４５から出力される電気信号に低域フィルタをかけることにより、分波後の光信号の平均パワーをモニタすることが可能になり、レーザダイオードとリング分波器における共振波長とを一致させることができる。
【0040】
本実施の形態における光素子は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を加工することにより形成されている。具体的には、リング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮにおけるリング共振器３２及びリング分波器群４０におけるリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮは、ＳＯＩ基板を加工することにより形成されている。この場合、ＳＯＩ基板におけるＳｉ層によりコアを形成し、ＳｉＯ２層によりクラッドを形成するＳｉ光導波路が想定されるが、これに限定されるものではなく、化合物半導体等により形成してもよく、また、石英導波路であってもよい。
【0041】
また、図８等においては、光源群１０より下流に行くほど、リング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮのリング共振器３２におけるリング径が大きくなるように配列されているが、逆に、リング径が小さくなるように配列してもよい。この場合、図６に示される場合と同様のＰＰＭが得られるが、右上がりの無空白である対角列の最上のものを選択することにより、最適なレーザダイオードとリング変調器のペアを選択することができる。
【0042】
また、上記においては、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮの最後に示される数字ｍが増加するに伴い、出射されるレーザ光の波長が長波長になる場合について説明したが、逆に、出射されるレーザ光の波長が短波長になるものであってもよい。この場合には、右上がりになるか、右下がりになるかが変るものの、適宜想定する無空白となる対角列の向きを変えることにより対応可能である。無空白となる対角列の最上のものを選択するか最下のものを選択するかは、レーザダイオードやリング変調器の最後に示される数字の定義によるものであり、適宜決定することにより対応可能である。
【0043】
またＰＰＭは、レーザダイオードの最後に示される数字ｍ、リング変調器の最後に示される数字ｎをインデクスとするデータ構造であれば行列でなくてもよい。
【0044】
〔第２の実施の形態〕次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、リング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８のリング共振器３２のリング径が、光源群１０より上流から下流に向かって、順に大きくなったり、小さくなったりしない構造の光素子における制御方法である。即ち、図９に示すように、リング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８の各々のリング共振器３２のリング径は、ランダムに配置されている場合における制御方法である。この場合、作成されるＰＰＭは、図１０に示すように、同一行の要素が必ずしも右に行くに従って単調減少しないし、空白の位置も不規則である。そのため無空白となる対角列は必ずしも存在しない。このような場合、同一行要素が右に行くに伴い単調減少となるように列の順番を入れ替え、図１１に示されるような、列の順番の入れ替えられたＰＰＭを作製する。この後、第１の実施の形態と同様の処理を行うことによって、各々のリング変調器に割り当てるべきレーザダイオードを選択することができる。これにより、リング変調器群３０におけるリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８のリング共振器３２の共振波長ばらつきが大きく、レーザ光の波長に対応して規則的に配置することが困難な場合においても対応することができる。従って、リング変調器の加工精度を緩和させることができ、光素子を低コストで製造することができる。尚、本実施の形態においては、リング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭ８の場合について説明したが、本実施の形態は、リング変調器に限定されるものではない。即ち、図１等に示されるリング分波器群４０の各々のリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤ８におけるリング共振器４２のリング径が、ランダムに配置されている場合についても適用可能である。
【0045】
〔第３の実施の形態〕次に、第３の実施の形態について説明する。上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態により、各々のレーザダイオードに対応してリング変調器等を割当てることができ、リング変調器等におけるリング共振器の共振波長を調整することができる。しかしながら、リング共振器における共振波長やレーザダイオードより出射されるレーザ光の波長は、環境温度により変化するため、常に微調整が必要である。本実施の形態は、このような温度変化に対応するものである。
【0046】
具体的には、図１２に示されるように、最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）に示されるように、ＰＰＭに基づきリング変調器におけるヒータ３４に供給される電力の設定を行なうことにより、初期の波長調整を行なう。
【0047】
この後、ステップ１０４（Ｓ１０４）に示されるように、レーザダイオードとの波長関係を変調に適した関係に維持するために、リング変調器の光検出器３６において検出される光強度が一定の値となるようにフィードバック制御を行う。
【0048】
この際、行なわれるフィードバックは、リング変調器の光検出器３６において検出される光強度が一定の値となるように制御を行なう方法に限定されるものではない。例えば、変調後の信号波形の光変調振幅を、モニタポートの光変調振幅をモニタすることで検出する方法や、モニタポートのパワーが極大値になるように制御する方法であってもよい。本実施の形態においては、リング変調器の場合について説明したが、リング変調器に限定されるものではない。即ち、図１に示されるリング分波器についても適用可能である。リング分波器の場合には、このフィードバック制御は、リング分波器における光検出器４５により検出されるモニタパワーを最大にするピーキング制御を行うことにより、行なうことが可能である。
【0049】
〔第４の実施の形態〕次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＰＰＭにおける各要素取得後に、一定値以下の要素を除去し空白にした後、無空白となる対角列の選択を行う方法である。例えば、リング変調器において、波長調整機構としてヒータ３４を用いる場合、ヒータ３４に加えられる電力を上昇させることにより温度上昇させ、リング共振器３２における共振波長を長波長にシフトして調整することが可能である。しかしながら、ヒータ３４により温度を低下させることは不可能であるため、リング共振器３２における共振波長を短波長側にシフトして調整することはできない。
【0050】
また、環境温度変化により、リング共振器３２における共振波長を短波長側にシフトすることにより調整することが求められる場合がある。本実施の形態においては、図１３（ａ）に示される最初に作成したＰＰＭにおいて、一定値以下の要素、例えば、値が５以下のものを除去し、空白等の未検出タグを格納することにより、図１３（ｂ）に示されるようなＰＰＭを作成する。本実施の形態においては、上述した一定値をＰｈｅａｔｅｒ、ｔｈと記載する場合がある。
【0051】
これにより、ヒータ３４の消費電力をその値分減少させる余地を持たせることができ、ＰＰＭ作成時よりも共振波長を短波長側にシフトさせて調整することが可能となる。本実施の形態は、ヒータ３４において共振波長を制御する場合に限定されるものでなく、キャリア注入を行うことにより、共振波長を調整する場合に適用してもよい。この場合、ヒータ３４の場合とは逆に、共振波長は短波長側へシフトさせて調整することしかできないため、長波長側へシフトして調整する余地を持たせる。
【0052】
本実施の形態においては、リング変調器の共振波長を制御する場合について説明したが、リング変調器に限定されるものではなく、図１に示されるリング分波器においても、同様に適用することができる。
【0053】
〔第５の実施の形態〕次に、第５の実施の形態について説明する。ところで、レーザダイオードは、ＰＰＭの要素を取得する際において、１つのみ動作させた場合と、実際の動作時のように複数のものを動作させた場合とでは、波長が変化する場合がある。即ち、レーザダイオードを動作させるとレーザダイオード自体が発熱し、近くに設置されている他のレーザダイオードを温めてしまい、熱クロストークが発生する場合がある。このため、熱クロストークを考慮して波長の変動を補正する必要がある。
【0054】
本実施の形態について、図１４に基づき説明する。尚、図１４では、一例として、レーザダイオードが５個の場合について示している。図１４に示されるように、最初に、１つのレーザダイオードのみを発光させ、ヒータ３４により徐々に温度を上げていき、光検出器３６において、光強度のピークを検出した場合、このピークにおける電力量Ｐｐｅａｋの値をＰＰＭの要素として格納する。この後、リング変調器において、光検出器３６において検出される光強度が、常に極大になるようにフィードバックをかけながら（ピーキング制御）、他のレーザダイオードを１個ずつ発光させ、パワーを徐々に上げていく。その際、熱クロストークにより、レーザダイオードより出射されるレーザ光の波長がシフトするが、ピーキング制御によりリング変調器におけるリング共振器の共振波長も、これに追随させる。
【0055】
１つのレーザダイオードが動作時と同様のパワーまで上がった後、次のレーザダイオードのパワーを徐々に上げていき、これを全てのレーザダイオードが動作するまで繰り返す。この後、最終的に光検出器３６において検出される光強度のピークとなる電力量Ｐｐｅａｋの値をＰＰＭの各々の要素として格納する。これにより、全てのレーザダイオードが動作している場合において、レーザ光の波長における光検出器３６において検出される光強度のピークとなる電力量Ｐｐｅａｋの値を得ることができる。よって、レーザダイオード間において熱クロストークが存在する場合においても制御が可能となる。
【0056】
尚、レーザダイオードは、必ずしも１個ずつパワーを上げる必要はなく、ピーキング制御が追いつく波長変動の速さであれば、複数同時にパワーを上げてもよい。また、ピーキング制御が追いつく波長変動の速さであればパワーを徐々に連続的に上げていく必要はなく、不連続に一気に上げてもよい。
【0057】
本実施の形態においては、リング変調器の共振波長を制御する場合について説明したが、本実施の形態は、リング変調器に限定されるものではなく、図１に示されるリング分波器においても、同様に適用することができる。
【0058】
〔第６の実施の形態〕次に、第６の実施の形態について説明する。ところで、リング変調器についても、レーザダイオードと同様に、１個のみを動作させる場合と、複数を同時に動作させる場合とでは、リング共振器における共振波長が変化する場合がある。例えば、リング変調器のリング共振器３２における共振波長の調整をヒータ３４により行なう場合、他のリング変調器のヒータ３４により生じた熱が伝わり、共振波長を変動させる熱クロストークが発生する可能性がある。本実施の形態は、この熱クロストークによる共振波長の変動分の補正を行うものである。具体的には、図１５に示すように、全てのレーザダイオードを発光させた後、レーザダイオード間における熱クロストークを考慮し、補正したＰＰＭに基づきリング変調器に光検出器３６において検出される光強度ＩＰＤがピークとなる電力量Ｐｐｅａｋを印加する。これにより、レーザダイオードより出射されるレーザ光の波長と対応するリング変調器のリング共振器における共振波長とを一致させる。
【0059】
この後、リング変調器においてピーキング制御しながら、ＰＰＭに基づき他のリング変調器に光検出器３６において検出される光強度ＩＰＤがピークとなる電力量Ｐｐｅａｋを印加する。この際、ピーキング制御が追いつく程度の速度で他のリング変調器の電力量Ｐｐｅａｋを増大させる。例えば、図１５に示される場合においては、１つのリング共振器において、徐々に電力量Ｐｐｅａｋを増大させる工程を、順に全てのリング共振器について行なう。全てのリングの電力量Ｐｐｅａｋの値がＰＰＭに示される値に到達したところで、ピーキング制御により調整された電力量Ｐｐｅａｋの値をＰＰＭの補正値として格納する。この工程を各々のリング変調器に対して行う。この工程は、各々のリング変調器に対して１回ずつ行うものであってもよく、より精度を上げるために複数回繰り返してもよい。本実施の形態により、リング変調器のリング共振器間において熱クロストークが発生する場合であっても、光素子の制御を行なうことができる。
【0060】
本実施の形態においては、リング変調器の共振波長を制御する場合について説明したが、本実施の形態は、リング変調器に限定されるものではなく、図１に示されるリング分波器においても、同様に適用することができる。
【0061】
〔第７の実施の形態〕次に、第７の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＰＰＭ作成対象のリング変調器（例えば、図１６に示されるリングＮ−１）以外のリング変調器に対して、モニタパワーが減少する方向にフィードバック制御を行う（回避制御）ものである。
【0062】
図１６は、リングＮ−１における光強度ＩＰＤがピークとなる電力量Ｐｐｅａｋの値を検出する場合において、レーザダイオードの熱クロストークによる長波長シフトに追随させるためにピーキング制御を行なう場合である。レーザダイオードから出射されるレーザ光の波長が長波長化するのに対応してピーキング制御を行い、リングＮ−１の共振波長を追随させる必要がある。にもかかわらず、レーザ光の波長がリングＮ−１よりも上流にあるリング変調器（例えば、図１６に示されるリング０）に一致する場合がある。この場合、リング０がレーザ光を遮断し、ピーキング制御に支障が生じてしまう。回避制御を行えば、レーザ光の波長がリング０に一致する場合においても、リング０は、この波長を避けるように制御され、レーザ光の遮断が生じないようにすることができる。
【0063】
このようにＰＰＭ作成対象外のリング変調器を回避制御することにより、上流のリング変調器によるレーザ光の遮断を回避することができ、リング共振器における共振波長のあらゆるバラツキに対応し、正常な制御動作をすることができる。レーザ光が遮断されることにより、ピーキング動作に影響を及ぼすのは、レーザ光の透過率がある一定割合以上変化した場合であり、軽微な場合は影響が出ない。従って、回避制御は常に行う必要は必ずしもなく、モニタパワーが有る値以上になった際に、初めて回避制御を行なってもよい。これにより、制御電力を低減することが可能となる。
【0064】
本実施の形態においては、リング変調器の共振波長を制御する場合について説明したが、本実施の形態は、リング変調器に限定されるものではなく、図１に示されるリング分波器においても、同様に適用することができる。
【0065】
更に、図１に示されるように、リング変調器とリング分波器を併用する場合においては、リング分波器のＰＰＭ要素検出を行う際に、上流のリング分波器のみならず、リング変調器も上流に位置するリング共振器となる。この場合には、ＰＰＭ要素検出対象のリング分波器以外のリング分波器及びリング変調器のすべてに対して回避制御を行うことにより、上流におけるリング共振器によるレーザ光の遮断の回避が可能となる。
【0067】
本実施の形態においては、レーザダイオード（ＬＤ）１１０、リング変調器（ＲＭ）１２０、リング分波器（ＲＤ）１３０及び半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）１４０等を備えている。リング変調器（ＲＭ）１２０及びリング分波器（ＲＤ）１３０におけるリング共振器１２１、１３１等は、シリコン光集積回路（Ｓｉ ＰＩＣ：Si Photonic Integrated Circuit）により形成されており、小型高密度な実装がなされている。
【0068】
また、本実施の形態においては、レーザダイオードコントローラ（ＬＤＣ）１５０、リング変調器コントローラ（ＲＭＣ）１６０、リング分波器コントローラ（ＲＤＣ）１７０、ＳＯＡコントローラ（ＳＯＡＣ）１８０等を備えている。これらは、シリコン電気集積回路（Ｓｉ ＥＩＣ：Si Electric Integrated Circuit）により形成されている。
【0069】
レーザダイオードコントローラ（ＬＤＣ）１５０は、ＴＩＡ（Transimpedance Amplifier）１５１、ＡＤＣ（analog to digital converter）１５２、論理回路１５３、ＤＡＣ（digital to analog converter）１５４等を有している。リング変調器コントローラ（ＲＭＣ）１６０は、ＴＩＡ１６１、ＡＤＣ１６２、論理回路１６３、ＤＡＣ１６４、ヒータドライバ１６５等を有している。リング分波器コントローラ（ＲＤＣ）１７０は、ＴＩＡ１７１、ＡＤＣ１７２、論理回路１７３、ＤＡＣ１７４、ヒータドライバ１７５等を有している。ＳＯＡコントローラ（ＳＯＡＣ）１８０は、ＴＩＡ１８１、ＡＤＣ１８２、論理回路１８３、ＤＡＣ１８４等を有している。
【0070】
本実施の形態においては、リング変調器（ＲＭ）１２０のリング共振器１２１における波長調整は、付随して形成されているヒータによりなされ、ヒータに加熱するために印加される電流等を発生させるヒータドライバ１６５により制御されている。また、リング分波器（ＲＤ）１３０のリング共振器１３１における波長調整は、付随して形成されているヒータによりなされ、ヒータに加熱するために印加される電流等を発生させるヒータドライバ１７５により制御されている。
【0071】
リング変調器（ＲＭ）１２０に設けられている光検出器（ＰＤ）１２２において検出された光信号は、光検出器（ＰＤ）１２２において電流値に変換され、リング変調器コントローラ（ＲＭＣ）１６０におけるＴＩＡ１６１において電圧値に変換される。変換された電圧値は、ＡＤＣ１６２においてデジタル化され、論理回路１６３において制御のための処理がなされた後、ＤＡＣ１６４においてアナログ化され、アナログ化された信号に基づきヒータドライバ１６５によりヒータに供給する電力量が制御される。
【0072】
また、リング分波器（ＲＤ）１３０に設けられている光検出器（ＰＤ）１３２において検出された光信号は、光検出器（ＰＤ）１３２において電流値に変換され、リング分波器コントローラ（ＲＤＣ）１７０におけるＴＩＡ１７１において電圧値に変換される。変換された電圧値は、ＡＤＣ１７２においてデジタル化され、論理回路１７３において制御のための処理がなされた後、ＤＡＣ１７４においてアナログ化され、アナログ化された信号に基づきヒータドライバ１７５によりヒータに供給する電力量が制御される。
【0073】
本実施の形態においては、リング変調器コントローラ（ＲＭＣ）１６０、リング分波器コントローラ（ＲＤＣ）１７０は、図１８に示される制御モードを備えている。制御モードは、大別して、ＥＣＭ（External Control Mode）、ＩＣＭ（Internal Control Mode）である。
【0074】
ＥＣＭは、リング変調器コントローラ（ＲＭＣ）１６０、リング分波器コントローラ（ＲＤＣ）１７０等のコントローラ以外のＭＣＵ（Micro Control Unit）１９０等のコントローラがヒータへの出力値を設定するモードである。ＩＣＭは、コントローラがＭＣＵ１９０を介することなく、光検出器（ＰＤ）１２２、１３２において検出された値に基づき自律的にヒータへの出力値を決めるモードである。
【0075】
ＩＣＭにはピーキングＩＣＭ、固定値ＩＣＭ、回避ＩＣＭの３種類があり、上記のピーキング制御、固定値制御、回避制御に対応するものである。即ち、ピーキングＩＣＭはモニタ値が最大になるようにヒータへフィードバックをかけるモードである。固定値ＩＣＭはモニタ値が一定値になるようにフィードバックをかけるモードである。回避ＩＣＭはモニタ値が低下するようにフィードバックをかけるモードである。これら３種のＩＣＭを実現する回路がＥＩＣにおけるリング変調器コントローラ（ＲＭＣ）１６０、リング分波器コントローラ（ＲＤＣ）１７０に実装されている。
【0076】
本実施の形態においては、ＰＰＭの作成は、ＭＣＵ１９０が主体に行なう。例えば、ＭＣＵ１９０が、レーザダイオードコントローラ（ＬＤＣ）１５０に、１つのレーザダイオード（ＬＤ）１１０のみ発光させるように制御する。これと同時に、リング変調器（ＲＭ）１２０をＥＣＭに設定し、ＭＣＵ１９０から出るヒータ設定値の掃引信号に基づきリング変調器（ＲＭ）１２０のヒータ出力信号を掃引する。
【0077】
ＭＣＵ１９０は、リング変調器コントローラ（ＲＭＣ）１６０から出力される光検出器（ＰＤ）１２２により検出された光強度の値を見ながらピークを検出し、ピーク時のヒータ出力信号をＭＣＵ１９０内のメモリ中に構成された変調器ＰＰＭ１９１に記録する。この後、熱クロストーク補正やレーザ光の遮断回避を行うために、ＭＣＵ１９０がリング変調器コントローラ（ＲＭＣ）１６０をピーキングＩＣＭや回避ＩＣＭに設定する。尚、上述した制御はリング変調器（ＲＭ）１２０のみならず、リング分波器（ＲＤ）１３０においても同様に行なうことができる。この場合、ピーク時のヒータ出力信号をＭＣＵ１９０内のメモリ中に構成された分波器ＰＰＭ１９２に記録する。
【0078】
〔第９の実施の形態〕次に、第９の実施の形態について説明する。本実施の形態における制御シーケンスの一例を図１９に示す。図１９は、リング変調器及びリング分波器を共に用いてＷＤＭリンクを構成する場合におけるものであり、なおかつ、熱クロストークの補正を行うものである。リング変調器及びリング分波器は、いずれか一方のみ用いてもよく、また熱クロストークが存在しない場合には、熱クロストーク補正部分のシーケンスは除外してもよい。
【0079】
図１９に基づき本実施の形態における制御シーケンスについて説明する。
【0080】
最初に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ＳＯＡの初期化を行なう。具体的には、全てのＳＯＡをオン（ＯＮ）にする。
【0081】
次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、リング共振器の初期化を行なう。具体的には、リング変調器及びリング分波器におけるヒータを全てオフ（ＯＦＦ）にする。
【0082】
次に、ステップ１３０（Ｓ１３０）において、リング変調器のＰＰＭの作成を行なう。具体的には、レーザダイオードＬＤｍのみＯＮ（オン）にした後、この状態で一定時間経過させて、レーザダイオードＬＤｍから出射されるレーザ光の波長を安定化させる。この後、リング変調器ＲＭｎにおいてヒータ３４に供給される電力を０から上限まで掃引しながら、モニタとなる光検出器３６において光強度を検出する。光検出器３６において光強度のピークが検出された場合には、この光強度のピークに対応する電力の値を記憶し、Ｌ１に移行する。一方、光検出器３６において光強度のピークが検出されなかった場合には、リング変調器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）を空白にして、Ｌ２に移行する。
【0083】
Ｌ１においては、リング変調器ＲＭｎをピーキングＩＣＭモードに設定し、レーザダイオードＬＤｍ以外のレーザダイオードを１つずつ稼働状態にしてパワーを上げていき、最終的に全てのレーザダイオードを稼働状態にする。この後、この状態で一定時間経過させて、レーザダイオードＬＤｍから出射されるレーザ光の波長を安定化させる。この後、光強度のピークに対応する電力の値をヒータ３４に供給される電力量Ｐｐｅａｋの値として、リング変調器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）に格納する。
【0084】
Ｌ２においては、リング変調器ＲＭｎのヒータ３４に供給される電力を０まで低下させた後、リング変調器ＲＭｎを回避ＩＣＭモードに設定する。
【0085】
ステップ１３０では、ループ２（Ｌｏｏｐ２）として、上記における工程をｎ＝１、・・・、Ｎについて順次行ない、更に、ループ１（Ｌｏｏｐ１）として、ループ２をｍ＝１、・・・、Ｎについて順次行なう。尚、ステップ１３０は、上述した第１の実施の形態等に対応する制御である。
【0086】
次に、ステップ１４０（Ｓ１４０）において、リング変調器間における熱クロストークに基づくリング変調器のＰＰＭ補正を行なう。この補正は一回または複数回行なう。具体的には、全てのレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮをオン（ＯＮ）に設定し、全てのリング変調器ＲＭ１、ＲＭ２、・・・、ＲＭＮにおけるヒータに供給される電力をＯＦＦ（オフ）に設定し、ＥＣＭモードに設定する。リング変調器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）が空白であればＬ４に移行し終了する。一方、リング変調器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）に空白がなければ、リング変調器ＲＭｎのヒータに供給される電力を要素（ｍ、ｎ）に設定してＬ３に移行する。
【0087】
Ｌ３においては、リング変調器ＲＭｎをピーキングＩＣＭに設定し、リング変調器ＲＭｎ以外の全てのリング変調器のヒータに供給される電力を各々のリング変調器に対応するリング変調器のＰＰＭの要素の値にする。この後、この状態で一定時間経過させて、共振波長を安定化させる。この後、リング変調器ＲＭｎの光検出器３６において検出される光強度の値がピークとなるヒータ３４に供給される電力量Ｐｐｅａｋの値をリング変調器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）に格納する。
【0088】
ステップ１４０では、ループ２（Ｌｏｏｐ２）として、上記における工程をｎ＝１、・・・、Ｎについて順次行ない、更に、ループ１（Ｌｏｏｐ１）として、ループ２をｍ＝１、・・・、Ｎについて順次行なう。尚、ステップ１４０は、上述した第４の実施の形態等に対応する制御である。
【0089】
次に、ステップ１５０（Ｓ１５０）において、リング変調器のＰＰＭにおけるＰｈｅａｔｅｒ、ｔｈ以下の要素を削除する。具体的には、送受双方のチップ温度を取得し、チップ温度の想定変動範囲に基づきリング変調器のＰｈｅａｔｅｒ、ｔｈを算出し、算出されたＰｈｅａｔｅｒ、ｔｈの値以下のリング変調器のＰＰＭの要素を空白にする。尚、ステップ１５０は、上述した第４の実施の形態等に対応する制御である。
【0090】
次に、ステップ１６０（Ｓ１６０）において、ｉｔａｒｇｅｔ（＝ロック対象レーザダイオードＬＤｍの番号ｍ−リング変調器ＲＭｎの番号ｎ）を取得する。具体的には、リング変調器のＰＰＭにおいて空白を有しない対角列の中から、最も上に位置するものを選択することによりｉｔａｒｇｅｔを取得する。尚、ステップ１６０は、上述した第１の実施の形態等に対応する制御である。
【0091】
次に、ステップ１７０（Ｓ１７０）において、リング分波器のＰＰＭの作成を行なう。具体的には、レーザダイオードＬＤｍのみＯＮ（オン）にした後、この状態で一定時間経過させて、レーザダイオードＬＤｍから出射されるレーザ光の波長を安定化させる。この後、リング分波器ＲＤｎにおいてヒータ４３に供給される電力を０から上限まで掃引しながらモニタとなる光検出器４５において光強度を検出する。光検出器４５において光強度のピークが検出された場合には、この光強度のピークに対応する電力の値を記憶し、Ｌ５に移行する。一方、光検出器４５において光強度のピークが検出されなかった場合には、リング分波器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）を空白にして、Ｌ６に移行する。
【0092】
Ｌ５においては、リング分波器ＲＤｎをピーキングＩＣＭモードに設定し、レーザダイオードＬＤｍ以外のレーザダイオードを１つずつ稼働状態にしてパワーを上げていき、最終的に全てのレーザダイオードを稼働状態にする。この後、この状態で一定時間経過させて、レーザダイオードＬＤｍから出射されるレーザ光の波長を安定化させる。この後、光強度のピークに対応する電力の値をヒータ４３に供給される電力量Ｐｐｅａｋの値として、リング分波器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）に格納する。
【0093】
Ｌ６においては、リング分波器ＲＤｎのヒータ４３に供給される電力を０まで低下させた後、リング分波器ＲＤｎを回避ＩＣＭモードに設定する。
【0094】
ステップ１７０では、ループ２（Ｌｏｏｐ２）として、上記における工程をｎ＝１、・・・、Ｎについて順次行ない、更に、ループ１（Ｌｏｏｐ１）として、ループ２をｍ＝１、・・・、Ｎについて順次行なう。尚、ステップ１７０は、上述した第１の実施の形態等に対応する制御である。
【0095】
次に、ステップ１８０（Ｓ１８０）において、リング分波器間における熱クロストークに基づくリング分波器のＰＰＭ補正を行なう。この補正は一回または複数回行なう。具体的には、全てのレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮをオン（ＯＮ）に設定し、全てのリング分波器ＲＤ１、ＲＤ２、・・・、ＲＤＮにおけるヒータに供給される電力をＯＦＦ（オフ）に設定し、ＥＣＭモードに設定する。リング分波器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）が空白であればＬ８に移行し終了する。一方、リング分波器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）に空白がなければ、リング分波器ＲＤｎのヒータに供給される電力を要素（ｍ、ｎ）に設定してＬ７に移行する。
【0096】
Ｌ７においては、リング分波器ＲＤｎをピーキングＩＣＭに設定し、リング分波器ＲＤｎ以外の全てのリング分波器のヒータに供給される電力を各々のリング分波器に対応するリング分波器のＰＰＭの要素の値にする。この後、この状態で一定時間経過させて、共振波長を安定化させる。この後、リング分波器ＲＤｎの光検出器４５において検出される光強度の値がピークとなるヒータ４３に供給される電力量Ｐｐｅａｋの値をリング分波器のＰＰＭの要素（ｍ、ｎ）に格納する。
【0097】
ステップ１８０では、ループ２（Ｌｏｏｐ２）として、上記における工程をｎ＝１、・・・、Ｎについて順次行ない、更に、ループ１（Ｌｏｏｐ１）として、ループ２をｍ＝１、・・・、Ｎについて順次行なう。尚、ステップ１８０は、上述した第１の実施の形態等に対応した制御である。
【0098】
次に、ステップ１９０（Ｓ１９０）において、リング分波器のＰＰＭにおけるＰｈｅａｔｅｒ、ｔｈ以下の要素を削除する。具体的には、チップ温度の想定変動範囲に基づきリン分波器のＰｈｅａｔｅｒ、ｔｈを算出し、算出されたＰｈｅａｔｅｒ、ｔｈの値以下のリング分波器のＰＰＭの要素を空白にする。尚、ステップ１９０は、上述した第４の実施の形態等に対応した制御である。
【0099】
次に、ステップ２００（Ｓ２００）において、ｉｔａｒｇｅｔ（＝ロック対象レーザダイオードＬＤｍの番号ｍ−リング変調器ＲＤｎの番号ｎ）を取得する。具体的には、リング分波器のＰＰＭにおいて空白を有しない対角列の中から、最も上に位置するものを選択することによりｉｔａｒｇｅｔを取得する。尚、ステップ２００は、上述した第１の実施の形態等に対応した制御である。
【0100】
次に、ステップ２１０（Ｓ２１０）において、ＭＣＵによる制御が終了する。具体的には、全てのレーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮをオン（ＯＮ）にし、この状態で一定時間経過させて、レーザダイオードＬＤ１、ＬＤ２、・・・、ＬＤＮから出射されるレーザ光の波長を安定化させる。この後、リング変調器のＰＰＭに基づきリング変調器におけるヒータ３４に供給される電力をロック対象レーザダイオードに設定し、リング変調器を一定値ＩＣＭに設定する。同様に、リング分波器のＰＰＭに基づきリング分波器におけるヒータ４３に供給される電力をロック対象レーザダイオードに設定し、リング分波器を一定値ＩＣＭに設定する。
【0101】
以上により、本実施の形態における制御シーケンスが終了する。
【0102】
上述した実施の形態においては、これまで未解決であった波長ずれ補正の自動制御を実現することが可能になる上、波長調整機構の消費電力が最小になる波長割当を行うことが可能になる。リング共振器におけるリング径の順序がランダムの場合の場合にも対応することが可能であり、レーザダイオード間、リング変調器やリング分波器等において、熱クロストークがある場合にも制御をすることが可能になる。
【0103】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【0104】
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。（付記１）
異なる波長の光を出射する複数の光源と、光導波路に沿ってカスケード接続された複数のリング変調器と、を有し、前記リング変調器は、リング共振器と前記リング共振器における共振波長を調整するための波長調整電極とを備えており、前記複数の光源より出射された光を合波し前記光導波路に入射する光素子の制御方法において、
前記複数の光源のうちの１つの光源より光を出射する工程と、
前記リング変調器における前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより、前記１つの光源より出射された光の波長と前記リング変調器におけるリング共振器の共振波長とが一致する１または２以上のパワーの値を取得する工程と、
各々の前記光源と各々の前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値の関係を得る工程と、
前記一致するパワーの値の関係に基づき各々の前記光源に対応する前記リング変調器を各々選択する工程と、
を有することを特徴とする光素子の制御方法。
（付記２）
前記光源の数と前記リング変調器の数は同じであって、
前記各々の前記光源と各々の前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値の関係は、各々の前記光源及び各々の前記リング変調器のうちの一方を行とし、他方を列とする行列であって、前記光源と前記リング変調器とに対応する前記一致するパワーの値を前記行列の要素とするものであることを特徴とする付記１に記載の光素子の制御方法。
（付記３）
前記行列は、前記光源より出射された光の波長と前記リング変調器におけるリング共振器の共振波長とが一致するパワーの値が存在している場合には、対応する要素に前記一致するパワーの値が記憶されており、前記一致するパワーの値が存在していない場合には、対応する要素は空白となっているものであって、
前記選択する工程は、前記行列における前記空白を有しない対角列において、最も上、または、最も下の対角列を選択することを特徴とする付記２に記載の光素子の制御方法。
（付記４）
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在していない場合には、
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在するように、前記光源または前記リング変調器の順序を入れ替える工程を有することを特徴とする付記３に記載の光素子の制御方法。
（付記５）
異なる波長の光を出射する複数の光源と、光導波路に沿ってカスケード接続された複数のリング分波器と、を有し、前記リング分波器は、リング共振器と前記リング共振器における共振波長を調整するための波長調整電極とを備えており、前記複数の光源より出射された光を合波し前記光導波路に入射する光素子の制御方法において、
前記複数の光源のうちの１つの光源より光を出射する工程と、
前記リング分波器における前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより、前記１つの光源より出射された光の波長と前記リング分波器におけるリング共振器の共振波長とが一致する１または２以上のパワーの値を取得する工程と、
各々の前記光源と各々の前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値の関係を得る工程と、
前記一致するパワーの値の関係に基づき各々の前記光源に対応する前記リング分波器を各々選択する工程と、
を有することを特徴とする光素子の制御方法。
（付記６）
前記光源の数と前記リング分波器の数は同じであって、
前記各々の前記光源と各々の前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値の関係は、各々の前記光源及び各々の前記リング分波器のうちの一方を行とし、他方を列とする行列であって、前記光源と前記リング分波器とに対応する前記一致するパワーの値を前記行列の要素とするものであることを特徴とする付記５に記載の光素子の制御方法。
（付記７）
前記行列は、前記光源より出射された光の波長と前記リング分波器におけるリング共振器の共振波長とが一致するパワーの値が存在している場合には、対応する要素に前記一致するパワーの値が記憶されており、前記一致するパワーの値が存在していない場合には、対応する要素は空白となっているものであって、
前記選択する工程は、前記行列における前記空白を有しない対角列において、最も上、または、最も下の対角列を選択することを特徴とする付記６に記載の光素子の制御方法。
（付記８）
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在していない場合には、
前記行列において、前記空白を有しない対角列が存在するように、前記光源またはリング分波器の順序を入れ替える工程を有することを特徴とする付記７に記載の光素子の制御方法。
（付記９）
前記行列において、前記一致するパワーの値が所定の値以下の場合には、対応する要素を空白にする工程を有することを特徴とする付記３、４、７、８のいずれかに記載の光素子の制御方法。
（付記１０）
前記リング共振器における共振波長を検出する光検出器を備え、
各々の前記光源に対する各々の前記リング共振器における前記一致する１または２以上のパワーの値は、前記光検出器において検出される値が最大となるように、前記波長調整電極に供給するパワーを調整することにより得られることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の光素子の制御方法。
（付記１１）
前記調整は、２以上の前記光源より光を出射させた状態で行なうことを特徴とする付記１０に記載の光素子の制御方法。
（付記１２）
前記調整は、２以上の前記リング共振器における前記波長調整電極にパワーを印加した状態で行なうことを特徴とする付記１０に記載の光素子の制御方法。
（付記１３）
前記波長調整電極は、前記リング共振器における温度を変化させるものであることを特徴とする付記１から１２に記載の光素子の制御方法。
（付記１４）
前記光源は、レーザ光を出射する光源であることを特徴とする付記１から１３に記載の光素子の制御方法。
【符号の説明】
【0105】
１０ 光源群２０ ＷＤＭ合波器
３０ リング変調器群
３１ 光導波路
３２ リング共振器
３３ａ、３３ｂ 変調電極
３４ ヒータ
３４ａ、３４ｂ ヒータ電極
３５ 光検出用導波路
３６ 光検出器
４０ リング分波器群
４１ 光導波路
４３ ヒータ
４３ａ、４３ｂ ヒータ電極
４４ 光検出用導波路
４５ 光検出器
ＬＤ１、ＬＤ２、・・・・、ＬＤＮ レーザダイオード
ＬＤｍ レーザダイオード
ＲＭ１、ＲＭ２、・・・・、ＲＭＮ リング変調器
ＲＭｎ リング変調器
ＲＤ１、ＲＤ２、・・・・、ＲＤＮ リング分波器