(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】P2024143820
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】波長可変光源装置、光トランシーバ及び波長制御方法
(51)【国際特許分類】
H01S 5/0687 20060101AFI20241003BHJP
H01S 5/14 20060101ALI20241003BHJP
H01S 5/50 20060101ALI20241003BHJP
H04B 10/40 20130101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H01S5/0687
H01S5/14
H01S5/50 630
H04B10/40
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023056720
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】上里 敦
【テーマコード（参考）】
5F173
5K102
【Ｆターム（参考）】
5F173AB13
5F173AB44
5F173AB49
5F173AR06
5F173SA08
5F173SA26
5F173SE01
5F173SF08
5F173SF33
5F173SF53
5F173SF62
5K102AA51
5K102MA01
5K102MB10
5K102MB13
5K102MC03
5K102MC04
5K102MD01
5K102MD02
5K102MD03
5K102MH02
5K102MH13
5K102MH24
5K102PB03
5K102PB13
5K102PC04
5K102PC12
5K102PC16
5K102PH01
5K102PH31
5K102PH49
(57)【要約】
【課題】波長可変光源装置から出力される光の波長を高い精度で制御する。
【解決手段】光源素子１０は、光Ｌを出力する。波長フィルタ２０は、光Ｌの波長のうちの一部の波長の光を透過する。駆動部５０は、波長フィルタ２０の透過特性を調整可能である。光源制御部４０は、駆動部５０を制御する。波長モニタ部３０は、波長フィルタを透過した光の波長を検出する。光源制御部４０は、波長モニタ部３０が検出した波長が、目標波長を含む所定の範囲内の値となるように、駆動部５０による波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する。
【選択図】図４
【解決手段】光源素子１０は、光Ｌを出力する。波長フィルタ２０は、光Ｌの波長のうちの一部の波長の光を透過する。駆動部５０は、波長フィルタ２０の透過特性を調整可能である。光源制御部４０は、駆動部５０を制御する。波長モニタ部３０は、波長フィルタを透過した光の波長を検出する。光源制御部４０は、波長モニタ部３０が検出した波長が、目標波長を含む所定の範囲内の値となるように、駆動部５０による波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を出力する光源と、
前記光の波長のうちの一部の波長の光を透過する波長フィルタと、
前記波長フィルタの透過特性を調整可能な透過特性調整手段と、
前記透過特性調整手段を制御する制御手段と、
前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する波長検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記波長検出手段が検出した前記波長が、目標波長を含む所定の範囲内の値となるように、前記透過特性調整手段による前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、
波長可変光源装置。
前記光の波長のうちの一部の波長の光を透過する波長フィルタと、
前記波長フィルタの透過特性を調整可能な透過特性調整手段と、
前記透過特性調整手段を制御する制御手段と、
前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する波長検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記波長検出手段が検出した前記波長が、目標波長を含む所定の範囲内の値となるように、前記透過特性調整手段による前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、
波長可変光源装置。
【請求項2】
前記波長フィルタは、前記光源から出力された前記光を導波する光導波路を有し、
前記透過特性調整手段は、前記光導波路の屈折率を制御することで、前記波長フィルタの透過特性を調整する、
請求項１に記載の波長可変光源装置。
前記透過特性調整手段は、前記光導波路の屈折率を制御することで、前記波長フィルタの透過特性を調整する、
請求項１に記載の波長可変光源装置。
【請求項3】
前記波長フィルタは、
前記光源からの光を導波する光導波路からなる第１のリング共振器及び第２のリング共振器を備え、
前記透過特性調整手段は、前記制御手段によるフィードバック制御に応じて、
前記第１のリング共振器に第１の駆動信号を与えることで前記第１のリング共振器を構成する光導波路の屈折率を調整し、
前記第２のリング共振器に第２の駆動信号を与えることで前記第２のリング共振器を構成する光導波路の屈折率を調整する、
請求項２に記載の波長可変光源装置。
前記光源からの光を導波する光導波路からなる第１のリング共振器及び第２のリング共振器を備え、
前記透過特性調整手段は、前記制御手段によるフィードバック制御に応じて、
前記第１のリング共振器に第１の駆動信号を与えることで前記第１のリング共振器を構成する光導波路の屈折率を調整し、
前記第２のリング共振器に第２の駆動信号を与えることで前記第２のリング共振器を構成する光導波路の屈折率を調整する、
請求項２に記載の波長可変光源装置。
【請求項4】
前記第１及び第２のリング共振器には、それぞれ第１及び第２のヒータが設けられ、
前記透過特性調整手段は、前記第１及び第２の駆動信号によって前記第１及び第２のヒータのそれぞれに与える電力を調整する、
請求項３に記載の波長可変光源装置。
前記透過特性調整手段は、前記第１及び第２の駆動信号によって前記第１及び第２のヒータのそれぞれに与える電力を調整する、
請求項３に記載の波長可変光源装置。
【請求項5】
前記制御手段は、
前記フィードバック制御に先立ち、前記透過特性調整手段のフィードフォワード制御が可能であり、
前記フィードフォワード制御において、前記制御手段は、
前記目標波長を指定する波長指示を受け取り可能であり、
前記第１及び第２の駆動信号が前記第１及び第２のヒータのそれぞれに与える電力値と、前記波長フィルタを透過する光の波長と、の関係を示すテーブル情報を予め保持しており、
前記目標波長を前記テーブル情報と照合して取得した電力を有する前記第１及び第２の駆動信号の電力が、前記第１及び第２のヒータのそれぞれに与えられるように、前記透過特性調整手段を制御する、
請求項４に記載の波長可変光源装置。
前記フィードバック制御に先立ち、前記透過特性調整手段のフィードフォワード制御が可能であり、
前記フィードフォワード制御において、前記制御手段は、
前記目標波長を指定する波長指示を受け取り可能であり、
前記第１及び第２の駆動信号が前記第１及び第２のヒータのそれぞれに与える電力値と、前記波長フィルタを透過する光の波長と、の関係を示すテーブル情報を予め保持しており、
前記目標波長を前記テーブル情報と照合して取得した電力を有する前記第１及び第２の駆動信号の電力が、前記第１及び第２のヒータのそれぞれに与えられるように、前記透過特性調整手段を制御する、
請求項４に記載の波長可変光源装置。
【請求項6】
前記波長検出手段は、
前記波長フィルタを透過した光が入力される、所定の透過特性を有する検出用波長フィルタと、
前記波長フィルタを透過した前記光と、前記検出用波長フィルタを透過した光と、に基づいて、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する検出手段と、を備え、
前記検出手段は、
前記検出用波長フィルタに入力される前記波長フィルタを透過した前記光の光強度と、前記検出用波長フィルタを透過した前記光の光強度と、の比である入出力比を算出し、
算出した前記入出力比に応じて、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する、
請求項１又は２に記載の波長可変光源装置。
前記波長フィルタを透過した光が入力される、所定の透過特性を有する検出用波長フィルタと、
前記波長フィルタを透過した前記光と、前記検出用波長フィルタを透過した光と、に基づいて、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する検出手段と、を備え、
前記検出手段は、
前記検出用波長フィルタに入力される前記波長フィルタを透過した前記光の光強度と、前記検出用波長フィルタを透過した前記光の光強度と、の比である入出力比を算出し、
算出した前記入出力比に応じて、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する、
請求項１又は２に記載の波長可変光源装置。
【請求項7】
前記検出手段は、
前記入出力比と、前記波長フィルタを透過した前記光の波長と、の対応関係を示すテーブル情報を予め保持しており、
前記算出した入出力比を前記テーブル情報と照合して、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する、
請求項６に記載の波長可変光源装置。
前記入出力比と、前記波長フィルタを透過した前記光の波長と、の対応関係を示すテーブル情報を予め保持しており、
前記算出した入出力比を前記テーブル情報と照合して、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する、
請求項６に記載の波長可変光源装置。
【請求項8】
波長可変光源装置と、
前記波長可変光源装置が出力する光を変調した光信号を出力する光変調器と、を備え、
前記波長可変光源装置は、
光を出力する光源と、
前記光の波長のうちの一部の波長の光を透過する波長フィルタと、
前記波長フィルタの透過特性を調整可能な透過特性調整手段と、
前記透過特性調整手段を制御する制御手段と、
前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する波長検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記波長検出手段が検出した前記波長が、目標値を含む所定の範囲内の値となるように、前記透過特性調整手段による前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、
光トランシーバ。
前記波長可変光源装置が出力する光を変調した光信号を出力する光変調器と、を備え、
前記波長可変光源装置は、
光を出力する光源と、
前記光の波長のうちの一部の波長の光を透過する波長フィルタと、
前記波長フィルタの透過特性を調整可能な透過特性調整手段と、
前記透過特性調整手段を制御する制御手段と、
前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する波長検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記波長検出手段が検出した前記波長が、目標値を含む所定の範囲内の値となるように、前記透過特性調整手段による前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、
光トランシーバ。
【請求項9】
波長フィルタによって、光源から出力された光の波長のうちの一部の波長の光を透過し、
前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出し、
検出した前記波長が、目標値を含む所定の範囲内の値となるように、前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、
波長制御方法。
前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出し、
検出した前記波長が、目標値を含む所定の範囲内の値となるように、前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、
波長制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、波長可変光源装置、光トランシーバ及び波長制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光通信においては、光信号を送信するための光トランシーバが用いられ、光トランシーバには出力すべき所望の波長が指示される。このような光トランシーバは、所望の波長と対応付けられたパラメータを予め格納しており、そのパラメータを波長可変光源装置に適用することで、出力すべき波長の光を出力する。このような、出力する光の波長を調整可能な波長可変光源装置と、波長可変光源装置を制御する手法が各種提案されている（特許文献１～３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１９／１６００６４号
【特許文献2】特開２００５－３２７８８１号公報
【特許文献3】特開平６－２３７２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記のように、出力すべき所望の波長を出すためにトランシーバに格納されたパラメータのみを使って設定するような場合、実際に出力される光の波長が所望の波長からずれてしまうことがある。そのため、波長可変光源装置から出力される光の波長を、指示された所望の波長に高い精度で合わせることができていなかった。
【0005】
本開示は上記の事情に鑑みてなされたものであり、波長可変光源装置から出力される光の波長を高い精度で制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様である波長可変光源装置は、光を出力する光源と、前記光の波長のうちの一部の波長の光を透過する波長フィルタと、前記波長フィルタの透過特性を調整可能な透過特性調整手段と、前記透過特性調整手段を制御する制御手段と、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する波長検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記波長検出手段が検出した前記波長が、目標波長を含む所定の範囲内の値となるように、前記透過特性調整手段による前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する。
【0007】
本開示の一態様である光トランシーバは、波長可変光源装置と、前記波長可変光源が出力する光を変調した光信号を出力する光変調器と、を備え、前記波長可変光源装置は、 光を出力する光源と、前記光の波長のうちの一部の波長の光を透過する波長フィルタと、前記波長フィルタの透過特性を調整可能な透過特性調整手段と、前記透過特性調整手段を制御する制御手段と、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する波長検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記波長検出手段が検出した前記波長が、目標波長を含む所定の範囲内の値となるように、前記透過特性調整手段による前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する。
【0008】
本開示の一態様である波長制御方法は、波長フィルタによって、光源から出力された光の波長のうちの一部の波長の光を透過し、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出し、検出した前記波長が、目標波長を含む所定の範囲内の値となるように、前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、波長可変光源装置から出力される光の波長を高い精度で制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施の形態１にかかる光通信システムの構成を模式的に示す図である。
【図2】実施の形態１にかかる光トランシーバの構成を模式的に示す図である。
【図3】実施の形態１にかかる光送信器の構成を模式的に示す図である。
【図4】実施の形態１にかかる波長可変光源装置の構成を模式的に示す図である。
【図5】実施の形態１にかかる波長可変光源装置の構成をより詳細に示す図である。
【図6】波長検出部が保持する検出用波長フィルタの透過特性の例を示す図である。
【図7】実施の形態１にかかる波長可変光源装置における出力光の波長のフィードバック制御のフローチャートである。
【図8】ヒータに与える電力と出力光の波長との関係を示す図である。
【図9】実施の形態２にかかる光通信システムの構成を模式的に示す図である。
【図10】実施の形態２にかかる波長可変光源装置の構成を模式的に示す図である。
【図11】実施の形態２にかかる波長可変光源装置における出力光の波長制御動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【0012】
実施の形態１
実施の形態１にかかる光通信システム１０００について説明する。図１に、実施の形態１にかかる光通信システム１０００の構成を模式的に示す。光通信システム１０００は、通信ホストである光伝送装置１２００と、光伝送装置１２００と接続されて光信号の送受信を行う光トランシーバ１１００と、で構成される。
実施の形態１にかかる光通信システム１０００について説明する。図１に、実施の形態１にかかる光通信システム１０００の構成を模式的に示す。光通信システム１０００は、通信ホストである光伝送装置１２００と、光伝送装置１２００と接続されて光信号の送受信を行う光トランシーバ１１００と、で構成される。
【0013】
光トランシーバ１１００は、例えば、光伝送装置１２００に挿抜可能なプラガブル光モジュールであるＳＦＰ（Small Form Factor Pluggable）光トランシーバとして構成される。光トランシーバ１１００には電気コネクタが設けられ、電気コネクタが光伝送装置１２００に挿入されることで、光トランシーバ１１００が光伝送装置１２００に取り付けられる。
【0014】
光伝送装置１２００は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）などの電子回路として構成されるデジタル信号処理部を有する。デジタル信号処理部は、光トランシーバ１１００からの通信データ信号又は光トランシーバ１１００に入力する通信データ信号のフレーム処理等の通信データ処理を行う。
【0015】
光トランシーバ１１００について説明する。図２に、実施の形態１にかかる光トランシーバ１１００の構成を模式的に示す。光トランシーバ１１００は、変調された光信号を送信する光送信器１１０１と、外部から送信された変調された光信号を受信する光受信器１１０２とを有する。例えば、光送信器１１０１は、通信ホストである光伝送装置１２００から入力されるデータ信号に基づいて変調された光信号を、他の光トランシーバなどへ送信可能に構成される。光受信器１１０２は、他の光トランシーバから受け取った光信号を復調したデータ信号を、通信ホストである光伝送装置１２００へ出力可能に構成される。
【0016】
光送信器１１０１について説明する。図３に、実施の形態１にかかる光送信器１１０１の構成を模式的に示す。光送信器１１０１は、波長可変光源装置１００及び光変調器１１０を有する。波長可変光源装置１００は、出力光ＬＯＵＴの波長を調整可能な光源装置である。光変調器１１０は、波長可変光源装置１００からの出力光ＬＯＵＴを所定の変調方式にて変調した光信号を出力する。
【0017】
波長可変光源装置１００について説明する。図４に、実施の形態１にかかる波長可変光源装置１００の構成を模式的に示す。波長可変光源装置１００は、光源素子１０、波長フィルタ２０、波長モニタ部３０、光源制御部４０及び駆動部５０を有する。
【0018】
光源素子１０は、光Ｌを出力する素子、例えば、無変調連続波(Continuous Wave)のレーザ光を光Ｌとして出力するＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザ素子などの半導体レーザ素子として構成される。
【0019】
波長フィルタ２０は、光源素子１０から出力された光Ｌのうち、特定の波長の光を選択的に透過させる波長フィルタである。図５に、波長可変光源装置１００の構成をより詳細に示す。
【0020】
波長フィルタ２０は、光源素子１０が出力した光Ｌを共振させてレーザ発振させるとともに、発振した光の波長及び位相を調整可能な外部共振器として構成される。波長フィルタ２０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）フォトニクス技術により作製される半導体装置として構成可能であり、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）プロセスなどの、既知のＳｉプロセスにより作製することができる。
【0021】
波長フィルタ２０の構成について説明する。波長フィルタ２０は、基板２０Ａ上に、リング共振器２１及び２２、ハーフミラー２３、カプラ２４、光導波路Ｗ１～Ｗ５及びヒータＨ１～Ｈ３が形成されている。基板２０Ａは、例えばシリコン基板やＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板である。リング共振器２１及び２２は、それぞれ第１及び第２のリング共振器とも称する。ヒータＨ１及びＨ２は、それぞれ、第１及び第２のヒータとも称する。
【0022】
光導波路Ｗ１～Ｗ５は、例えば、シリコンの細線導波路又はリブ（Ｒｉｂ）導波路により構成される。光導波路Ｗ１は、入射端面２５とリング共振器２１との間を光学的に接続する。光導波路Ｗ２は、リング共振器２１とリング共振器２２との間を光学的に接続する。光導波路Ｗ３は、リング共振器２２とハーフミラー２３との間を光学的に接続する。光源素子１０から出力された光Ｌは、光導波路Ｗ１を介して、リング共振器２１に入射する。
【0023】
リング共振器２１及び２２は、透過する光の波長を変化させることができる波長フィルタとして機能し、リング共振器２１及び２２間で光が共振することで、レーザ発振する。リング共振器２１及び２２には、それぞれヒータＨ１及びＨ２が設けられている。ヒータＨ１によってリング共振器２１を構成する光導波路を加熱することで屈折率が変化し、これによってリング共振器２１を透過する光の波長が制御される。同様に、ヒータＨ２によってリング共振器２２を構成する光導波路を加熱することで屈折率が変化し、これによってリング共振器２２を透過する光の波長が制御される。リング共振器２１及び２２を透過する光の波長が一致すると、その一致した波長の光がレーザ発振することとなる。
【0024】
ハーフミラー２３とリング共振器２２との間の光導波路Ｗ３には、ヒータＨ３が設けられている。ヒータＨ３によって光導波路Ｗ３を加熱することで屈折率が変化し、その結果、光源素子１０の端面１１とハーフミラー２３との間で構成される共振器の光路長（共振器長）が変化する。これにより、波長フィルタ２０から出力される光、すなわち後述する出力光ＬＯＵＴ及びモニタ光ＬＭの位相を制御することができる。
【0025】
例えば、光源素子１０の端面１１とハーフミラー２３との間の共振器を往復する光の位相が正帰還状態になるようにヒータＨ３によって位相を調整することで、レーザ発振を継続させ、かつ、発振した光の増幅を最大化することができる。
【0026】
ヒータＨ１～Ｈ３は、駆動部５０から出力される駆動信号Ｄ１～Ｄ３によって、それぞれ制御される。駆動信号Ｄ１～Ｄ３は電流信号であり、その電流値を制御することで、ヒータＨ１～Ｈ３による光導波路の加熱の度合い、すなわち光導波路の屈折率を調整することができる。駆動信号Ｄ１及びＤ２は、それぞれ、第１及び第２の駆動信号とも称する。
【0027】
ハーフミラー２３を透過した光の大部分は、カプラ２４によって光導波路Ｗ４に結合され、出力光ＬＯＵＴとして光変調器１１０に出力される。ハーフミラー２３を透過した光のうち、光導波路Ｗ４に結合されたもの以外の一部の光は、カプラ２４によって光導波路Ｗ５に結合され、モニタ光ＬＭとして波長モニタ部３０へ出力される。
【0028】
以上の構成により、リング共振器２１及び２２によって所望の波長の光のみを増幅し、ハーフミラー２３を透過させることで、出射端面２６から、所望の波長のレーザ光を出力光ＬＯＵＴ及びモニタ光ＬＭとして出力することができる。
【0029】
波長モニタ部３０は、モニタ光ＬＭの波長を検出し、検出結果を示す検出信号ＤＥＴを出力する。波長モニタ部３０は、検出用波長フィルタ３１、波長検出部３２及びカプラ３３を有する。波長検出部３２は、波長検出手段とも称する。波長モニタ部３０は、波長フィルタ部２０と同様に、例えば、シリコンからなる基板３０Ａ上に、シリコン（Ｓｉ）フォトニクス技術により作製される半導体装置として構成可能である。
【0030】
モニタ光ＬＭは、光導波路Ｗ１１を伝搬して、カプラ３３に入力する。カプラ３３は、モニタ光ＬＭを分岐し、モニタ光ＬＭの大部分は、光導波路Ｗ１２を介して検出用波長フィルタ３１へ出力される。モニタ光ＬＭの一部は、参照光ＬＲとして、光導波路Ｗ１４を介して波長検出部３２へ出力される。
【0031】
検出用波長フィルタ３１は、光導波路Ｗ１２を介して入力されるモニタ光ＬＭを波長フィルタリングしたフィルタ後モニタ光ＬＦを、光導波路Ｗ１３を介して波長検出部３２へ出力する。
【0032】
波長検出部３２は、入力される参照光ＬＲに基づいて、検出用波長フィルタ３１に入力されるモニタ光ＬＭの光強度ＰＤ１を算出する。カプラ３３でのモニタ光ＬＭの分岐比は既知であるので、分岐比と参照光ＬＲの強度とから、検出用波長フィルタ３１に入力されるモニタ光ＬＭの光強度ＰＤ１を容易に算出することができる。
【0033】
そして、波長検出部３２は、算出したモニタ光ＬＭの光強度ＰＤ１と、フィルタ後モニタ光ＬＦの光強度ＰＤ２と、の強度比ＰＤ２／ＰＤ１から、モニタ光ＬＭの波長を検出する。以下、強度比ＰＤ２／ＰＤ１を、入出力比Ｒと称する。
【0034】
波長検出部３２は、検出用波長フィルタ３１の透過特性を示す情報を予め保持している。例えば、波長検出部３２は、検出用波長フィルタ３１の透過特性を示す情報として、入出力比Ｒと波長との関係を示す情報を保持している。図６に、波長検出部３２が保持する検出用波長フィルタ３１の透過特性の例を示す。この例では、横軸がモニタ光ＬＭの波長、縦軸が入出力比Ｒである。
【0035】
波長検出部３２は、図６に示す入出力比Ｒと波長との関係を、例えばテーブル情報として保持している。波長検出部３２は、測定した入出力比ＲＭをテーブル情報と照合することで、モニタ光ＬＭの波長を特定することができる。図６の例において、波長検出部３２は、測定した入出力比ＲＭに対応する波長λを、モニタ光ＬＭの波長として検出することができる。
【0036】
なお、リング共振器２１及び２２と同様に、検出用波長フィルタ３１にもヒータを設けて、その屈折率を調整することも可能である。ここでは、検出用波長フィルタ３１にヒータＨ４が設けられる例について説明する。ヒータＨ４によって検出用波長フィルタ３１を構成する光導波路を加熱することで屈折率が変化し、これによって検出用波長フィルタ３１を透過する光の波長が制御される。これにより、検出用波長フィルタ３１の透過特性を制御することができる。
【0037】
例えば、波長の検出対象となるモニタ光ＬＭの波長が検出用波長フィルタ３１の透過特性と合致していない場合、フィルタ後モニタ光ＬＦの光強度が弱くなってしまう事態が想定される。この場合、上述の波長検出が行えなくなる。このような事態を避けるため、例えば、波長検出部３２がヒータＨ４に駆動信号Ｄ４を与えることで、モニタ光ＬＭが好適に検出用波長フィルタ３１を透過するように、検出用波長フィルタ３１の透過特性を調整してもよい。
【0038】
検出用波長フィルタ３１の屈折率の調整にあたっては、例えば、駆動信号Ｄ４と検出用波長フィルタ３１の透過特性との対応関係を示す情報をテーブル情報として予め保持しておき、このテーブル情報を参照して、駆動信号Ｄ４をヒータＨ４に与えればよい。また、入出力比Ｒに基づいて波長検出を行うにあたっては、例えば、入出力比Ｒ及び波長と、検出用波長フィルタ３１の透過特性又は駆動信号Ｄ４と、の対応関係を示す情報をテーブル情報として予め保持しておき、このテーブル情報を参照して、波長検出を行えばよい。
【0039】
このように、検出用波長フィルタ３１にヒータを設けることで検出用波長フィルタ３１を制御可能となり、かつ、検出可能な波長範囲を拡張することもできる。
【0040】
次いで、本実施の形態における波長可変光源装置１００における出力光のフィードバック制御について説明する。図７に、波長可変光源装置１００における出力光の波長のフィードバック制御のフローチャートを示す。波長可変光源装置１００は、図７のステップＳ１～Ｓ４の処理によって、出力光の波長をフィードバック制御する。
【0041】
ステップＳ１
波長検出部３２は、波長λを検出し、検出信号ＤＥＴを光源制御部４０へ出力する。
波長検出部３２は、波長λを検出し、検出信号ＤＥＴを光源制御部４０へ出力する。
【0042】
ステップＳ２
光源制御部４０は、検出信号ＤＥＴに基づいて、波長λが目標波長λＴと一致しているかを判定する。波長λが目標波長λＴと一致しているか否かの判定については、両者の値が厳密に一致している必要はなく、波長λが目標波長λＴを含む所定の範囲に含まれているか否かを判定してもよい。波長λが目標波長λＴと一致している場合、光源制御部４０は、処理を終了する。
光源制御部４０は、検出信号ＤＥＴに基づいて、波長λが目標波長λＴと一致しているかを判定する。波長λが目標波長λＴと一致しているか否かの判定については、両者の値が厳密に一致している必要はなく、波長λが目標波長λＴを含む所定の範囲に含まれているか否かを判定してもよい。波長λが目標波長λＴと一致している場合、光源制御部４０は、処理を終了する。
【0043】
ステップＳ３
波長λが目標波長λＴと一致していない場合、光源制御部４０は、波長λを目標波長λＴと一致させるために、駆動部５０へ制御信号ＣＯＮを出力する。
波長λが目標波長λＴと一致していない場合、光源制御部４０は、波長λを目標波長λＴと一致させるために、駆動部５０へ制御信号ＣＯＮを出力する。
【0044】
ステップＳ４
駆動部５０は、制御信号ＣＯＮに応じて、波長λが目標波長λＴと一致するように、ヒータＨ１及びＨ２へ与える駆動信号Ｄ１及びＤ２を調整する。駆動信号Ｄ１及びＤ２はそれぞれヒータＨ１及びＨ２へ与える電流信号であり、駆動部５０は、駆動信号Ｄ１及びＤ２を調整することで、波長フィルタ２０から出力される光の波長を制御することができる。その後、処理をステップＳ１へ戻す。
駆動部５０は、制御信号ＣＯＮに応じて、波長λが目標波長λＴと一致するように、ヒータＨ１及びＨ２へ与える駆動信号Ｄ１及びＤ２を調整する。駆動信号Ｄ１及びＤ２はそれぞれヒータＨ１及びＨ２へ与える電流信号であり、駆動部５０は、駆動信号Ｄ１及びＤ２を調整することで、波長フィルタ２０から出力される光の波長を制御することができる。その後、処理をステップＳ１へ戻す。
【0045】
本実施の形態では、リング共振器２１及び２２のそれぞれに設けられたヒータＨ１及びＨ２に与える電力を制御することで、リング共振器２１及び２２を構成する光導波路の屈折率を調整し、出力光ＬＯＵＴの波長を制御する。つまり、出力光ＬＯＵＴの波長は、リング共振器２１及び２２の両方の影響を受ける。図８に、ヒータＨ１及びＨ２に与える電力と出力光の波長との関係を示す。図８に示すように、出力光の波長は、ヒータＨ１の電力とヒータＨ２の電力の両方に依存して、所望の範囲、例えば、波長がλＭＩＮ～λＭＡＸの範囲まで変化することが理解できる。図８においては、ハッチングを用いて波長チャネルのそれぞれを例示している。出力光を所望の波長に確実に調整するために、リング共振器２１及び２２の形状や配置に応じ、図８に基づいて、ヒータＨ１及びＨ２を調整することができる。換言すれば、図８に基づいて、出力光の波長とヒータＨ１及びＨ２との対応関係を示すテーブル情報に基づいて、ヒータＨ１及びＨ２を調整してもよい。例えば、まず、ヒータＨ１及びＨ２のいずれか一方の電力をテーブル情報に基づいて制御した後に、他方の電力をテーブル情報に基づいて制御してもよい。また、ヒータＨ１及びＨ２の両方を、テーブル情報に基づいて同時に制御してもよい。
【0046】
このように、本構成によれば、波長フィルタから出力される光の波長をモニタして、所望の波長となるように、波長フィルタのリング共振器を構成する光導波路の屈折率をフィードバック制御できる。これにより、波長可変光源装置の出力光の波長を、高い精度で制御することが可能となる。
【0047】
実施の形態２
実施の形態１では、波長可変光源装置における出力光のフィードバック制御について説明した。一方で、波長可変光源装置を運用する場合、まずは出力光の初期設定を行うフィードフォワード制御が行われる。そこで、本実施の形態では、上述した波長可変光源装置における出力光のフィードフォワード制御について説明する。
実施の形態１では、波長可変光源装置における出力光のフィードバック制御について説明した。一方で、波長可変光源装置を運用する場合、まずは出力光の初期設定を行うフィードフォワード制御が行われる。そこで、本実施の形態では、上述した波長可変光源装置における出力光のフィードフォワード制御について説明する。
【0048】
波長のフィードフォワード制御を行うには、ヒータＨ１及びＨ２のそれぞれに対して、目標波長に対応した電力の駆動信号Ｄ１及びＤ２を与えることとなる、そのためには、ヒータＨ１及びＨ２へ与える駆動信号Ｄ１及びＤ２の電力と、出力光の波長と、の対応関係を予め把握しておかなければならない。
【0049】
したがって、例えば、図８に示す様な、ヒータＨ１及びＨ２に与える電力と出力光との対応関係を示す情報を、例えばテーブル情報などとして予め取得しておき、適宜テーブル情報を参照して、目標波長に対応した電力を、ヒータＨ１及びＨ２に電力を与えればよい。
【0050】
図９に、実施の形態２にかかる光通信システム２０００の構成を模式的に示す。光通信システム２０００は、光伝送装置１２００から光トランシーバ１１００へ、出力光の波長を指定する波長指示ＩＮＳが出力される点が、実施の形態１にかかる光通信システム１０００と異なる。
【0051】
図１０に、実施の形態２にかかる波長可変光源装置２００の構成を模式的に示す。波長可変光源装置２００は、波長可変光源装置１００と同様の構成を有するが、光伝送装置１２００からの波長指示ＩＮＳが光源制御部４０に入力される点が、波長可変光源装置１００と異なる。
【0052】
次いで、実施の形態２にかかる波長可変光源装置での波長制御動作について説明する。図１１に、実施の形態２にかかる波長可変光源装置２００における出力光の波長制御動作のフローチャートを示す。本実施の形態２における出力光の波長制御動作では、図８のステップＳ１～Ｓ４の前に、ステップＳ１１～Ｓ１３が挿入される。
【0053】
ステップＳ１１
光源制御部４０は、光伝送装置１２００から、出力光の波長を指定する波長指示ＩＮＳを受け取る。いうまでもないが、波長指示ＩＮＳによって指定される波長は、目標波長λＴである。
光源制御部４０は、光伝送装置１２００から、出力光の波長を指定する波長指示ＩＮＳを受け取る。いうまでもないが、波長指示ＩＮＳによって指定される波長は、目標波長λＴである。
【0054】
ステップＳ１２
光源制御部４０は、予め保持している、駆動信号Ｄ１及びＤ２と出力光の波長を示すとの対応関係を示す情報を参照して、出力光の波長を目標波長λＴとするために、駆動部５０へ制御信号ＣＯＮ＿Ｓを出力する。いうまでもないが、制御信号ＣＯＮ＿Ｓは、駆動部５０に対して、駆動信号Ｄ１及びＤ２の電力値を指定する信号である。
光源制御部４０は、予め保持している、駆動信号Ｄ１及びＤ２と出力光の波長を示すとの対応関係を示す情報を参照して、出力光の波長を目標波長λＴとするために、駆動部５０へ制御信号ＣＯＮ＿Ｓを出力する。いうまでもないが、制御信号ＣＯＮ＿Ｓは、駆動部５０に対して、駆動信号Ｄ１及びＤ２の電力値を指定する信号である。
【0055】
ステップＳ１３
駆動部５０は、制御信号ＣＯＮ＿Ｓに応じて、出力光の波長が目標波長λＴとなるように、ヒータＨ１及びＨ２へ与える駆動信号Ｄ１及びＤ２の電力値を調整して、リング共振器２１及び２２を構成する光導波路の屈折率を調整する。
駆動部５０は、制御信号ＣＯＮ＿Ｓに応じて、出力光の波長が目標波長λＴとなるように、ヒータＨ１及びＨ２へ与える駆動信号Ｄ１及びＤ２の電力値を調整して、リング共振器２１及び２２を構成する光導波路の屈折率を調整する。
【0056】
ステップＳ１１～Ｓ１３では、出力光の実際の波長を観測することなく、波長指示ＩＮＳに基づいてリング共振器２１及び２２を構成する光導波路の屈折率を調整した。そのため、この時点では、出力光の波長が目標波長λＴに一致しているかは不明である。そこで、以降は、図８のステップＳ１～Ｓ４と同様の処理を行うことで、出力光の波長のフィードバック制御が行われる。ステップＳ１～Ｓ４の重複する説明については省略する。
【0057】
以上、本構成によれば、フィードフォワード制御によって波長可変光源の出力光の目標波長を好適に指定することが可能となる。さらに、その後、波長フィルタから出力される光の波長をモニタして、所望の波長となるように、波長フィルタのリング共振器を構成する光導波路の屈折率をフィードバック制御できる。これにより、波長可変光源装置の出力光の波長を、高い精度で制御することが可能となる。
【0058】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、光導波路上に設けたヒータによって光導波路を加熱することでその屈折率を調整するものとして説明したが、これは例示に過ぎない。光導波路上に電極を設け、光導波路へ電流を注入したり、電圧を印加するなどの各種の方法で光導波路の屈折率を調整してもよい。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、光導波路上に設けたヒータによって光導波路を加熱することでその屈折率を調整するものとして説明したが、これは例示に過ぎない。光導波路上に電極を設け、光導波路へ電流を注入したり、電圧を印加するなどの各種の方法で光導波路の屈折率を調整してもよい。
【0059】
上述の実施の形態で参照した図においては、構成要素間での信号の伝達について矢印を用いて表したが、これは２つの構成要素間で一方向のみに信号が伝達されることを意味するものではなく、適宜双方向の信号のやり取りが可能であることは言うまでもない。
【0060】
例えば、上述の光トランシーバの構成は、光トランシーバを説明するために簡略化してものであり、他の各種の部品が含まれてもよいことは、言うまでもない。
【0061】
上述の実施の形態にかかる光通信システム、光トランシーバ及び波長可変光源装置は、上記によって限定されるものではない。上述の実施の形態にかかる光通信システム、光トランシーバ及び波長可変光源装置には、同様のスコープ内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【0062】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【0063】
（付記１）光を出力する光源と、前記光の波長のうちの一部の波長の光を透過する波長フィルタと、前記波長フィルタの透過特性を調整可能な透過特性調整手段と、前記透過特性調整手段を制御する制御手段と、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する波長検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記波長検出手段が検出した前記波長が、目標波長を含む所定の範囲内の値となるように、前記透過特性調整手段による前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、波長可変光源装置。
【0064】
（付記２）前記波長フィルタは、前記光源から出力された前記光を導波する光導波路を有し、前記透過特性調整手段は、前記光導波路の屈折率を制御することで、前記波長フィルタの透過特性を調整する、付記１に記載の波長可変光源装置。
【0065】
（付記３）前記波長フィルタは、前記光源からの光を導波する光導波路からなる第１のリング共振器及び第２のリング共振器を有し、前記透過特性調整手段は、前記制御手段によるフィードバック制御に応じて、前記第１のリング共振器に第１の駆動信号を与えることで前記第１のリング共振器を構成する光導波路の屈折率を調整し、前記第２のリング共振器に第２の駆動信号を与えることで前記第２のリング共振器を構成する光導波路の屈折率を調整する、付記２に記載の波長可変光源装置。
【0066】
（付記４）前記第１及び第２のリング共振器には、それぞれ第１及び第２のヒータが設けられ、前記透過特性調整手段は、前記第１及び第２の駆動信号によって前記第１及び第２のヒータのそれぞれに与える電力を調整する、付記３に記載の波長可変光源装置。
【0067】
（付記５）前記制御手段は、前記フィードバック制御に先立ち、前記透過特性調整手段をフィードフォワード制御可能であり、前記フィードフォワード制御において、前記制御手段は、前記目標波長を指定する波長指示を受け取り可能であり、前記第１及び第２の駆動信号が前記第１及び第２のヒータのそれぞれに与える電力値と、前記波長フィルタを透過する光の波長と、の関係を示すテーブル情報を予め保持しており、前記目標波長を前記テーブル情報と照合して取得した電力を有する前記第１及び第２の駆動信号の電力が、前記第１及び第２のヒータのそれぞれに与えられるように、前記透過特性調整手段を制御する、付記４に記載の波長可変光源装置。
【0068】
（付記６）
前記波長検出手段は、前記波長フィルタを透過した光が入力される、所定の透過特性を有する検出用波長フィルタと、前記波長フィルタを透過した前記光と、前記検出用波長フィルタを透過した光と、に基づいて、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出用波長フィルタに入力される前記波長フィルタを透過した前記光の光強度と、前記検出用波長フィルタを透過した前記光の光強度と、の比である入出力比を算出し、算出した前記入出力比に応じて、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する、付記１乃至５のいずれか一項に記載の波長可変光源装置。
前記波長検出手段は、前記波長フィルタを透過した光が入力される、所定の透過特性を有する検出用波長フィルタと、前記波長フィルタを透過した前記光と、前記検出用波長フィルタを透過した光と、に基づいて、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する検出手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出用波長フィルタに入力される前記波長フィルタを透過した前記光の光強度と、前記検出用波長フィルタを透過した前記光の光強度と、の比である入出力比を算出し、算出した前記入出力比に応じて、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する、付記１乃至５のいずれか一項に記載の波長可変光源装置。
【0069】
（付記７）前記検出手段は、前記入出力比と、前記波長フィルタを透過した前記光の波長と、の対応関係を示すテーブル情報を予め保持しており、前記算出した入出力比を前記テーブル情報と照合して、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する、付記６に記載の波長可変光源装置。
【0070】
（付記８） 波長可変光源装置と、前記波長可変光源装置が出力する光を変調した光信号を出力する光変調器と、を有し、前記波長可変光源装置は、光を出力する光源と、前記光の波長のうちの一部の波長の光を透過する波長フィルタと、前記波長フィルタの透過特性を調整可能な透過特性調整手段と、前記透過特性調整手段を制御する制御手段と、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する波長検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記波長検出手段が検出した前記波長が、目標値を含む所定の範囲内の値となるように、前記透過特性調整手段による前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、光トランシーバ。
【0071】
（付記９）波長可変光源装置と、前記波長可変光源が出力する光を変調した光信号を出力する光変調器と、を有する光トランシーバと、前記光トランシーバが取り付けられる光伝送装置と、を有し、前記波長可変光源装置は、光を出力する光源と、前記光の波長のうちの一部の波長の光を透過する波長フィルタと、前記波長フィルタの透過特性を調整可能な透過特性調整手段と、前記透過特性調整手段を制御する制御手段と、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出する波長検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記波長検出手段が検出した前記波長が、目標値を含む所定の範囲内の値となるように、前記透過特性調整手段による前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、光通信システム。
【0072】
（付記１０）波長フィルタによって、光源から出力された光の波長のうちの一部の波長の光を透過し、前記波長フィルタを透過した前記光の波長を検出し、検出した前記波長が、目標値を含む所定の範囲内の値となるように、前記波長フィルタの透過特性の調整をフィードバック制御する、波長制御方法。
【符号の説明】
【0073】
１０ 光源素子
１１ 端面
２０ 波長フィルタ
２１、２２ リング共振器
２３ ハーフミラー
２４ カプラ
２５ 入射端面
２６ 出射端面
３０ 波長モニタ部
３１ 検出用波長フィルタ
３２ 波長検出部
３３ カプラ
４０ 光源制御部
５０ 駆動部
１００、２００ 波長可変光源装置
１１０ 光変調器
１０００、２０００ 光通信システム
１１００ 光トランシーバ
１２００ 光伝送装置
１１０１ 光送信器
１１０２ 光受信器
Ｄ１～Ｄ３ 駆動信号
ＤＥＴ 検出信号
ＩＮＳ 波長指示
Ｌ レーザ光
ＬＦ フィルタ後モニタ光
ＬＯＵＴ 出力光
ＬＲ 参照光
Ｗ１～Ｗ５、Ｗ１１～Ｗ１４ 光導波路
１１ 端面
２０ 波長フィルタ
２１、２２ リング共振器
２３ ハーフミラー
２４ カプラ
２５ 入射端面
２６ 出射端面
３０ 波長モニタ部
３１ 検出用波長フィルタ
３２ 波長検出部
３３ カプラ
４０ 光源制御部
５０ 駆動部
１００、２００ 波長可変光源装置
１１０ 光変調器
１０００、２０００ 光通信システム
１１００ 光トランシーバ
１２００ 光伝送装置
１１０１ 光送信器
１１０２ 光受信器
Ｄ１～Ｄ３ 駆動信号
ＤＥＴ 検出信号
ＩＮＳ 波長指示
Ｌ レーザ光
ＬＦ フィルタ後モニタ光
ＬＯＵＴ 出力光
ＬＲ 参照光
Ｗ１～Ｗ５、Ｗ１１～Ｗ１４ 光導波路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】