特開 2024-163959 光モジュール、光トランシーバ、光の強度の制御方法

(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】P2024163959

(43)【公開日】2024-11-25

(54)【発明の名称】光モジュール、光トランシーバ、光の強度の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/075 20130101AFI20241115BHJP

   H04B 10/50 20130101ALI20241115BHJP

   H04B 10/61 20130101ALI20241115BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

H04B10/075

H04B10/50

H04B10/61

H04J14/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079239

(22)【出願日】2023-05-12

【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）Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ研究開発促進事業 委託研究 令和４年度、国立研究開発法人情報通信研究機構 研究開発課題名：Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ 超高速・大容量ネットワークを実現する小型低電力波長 変換・フォーマット変換技術の研究開発 研究開発項目１ 小型波長変換・フォーマット変換用低電力デジタル信号処理技術の研究開発 研究開発項目２ 小型波長変換・フォーマット変換用フロントエンド技術の研究開発 副題：「大容量光ネットワークの利用効率向上に向けた小型低電力波長変換・フォーマット変換技術の研究開発」 産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(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】深津 公良

(72)【発明者】

【氏名】金子 太郎

【テーマコード（参考）】

5K102

【Ｆターム（参考）】

5K102AA15

5K102AA16

5K102AA17

5K102AD01

5K102AH02

5K102AH14

5K102LA04

5K102LA05

5K102LA22

5K102LA52

5K102MB05

5K102MC13

5K102MD01

5K102MD02

5K102MD03

5K102MD07

5K102MH02

5K102MH03

5K102MH20

5K102MH22

5K102PB06

5K102PB13

5K102PB15

5K102PH11

5K102PH31

5K102PH43

5K102PH49

5K102RB19

5K102RD12

(57)【要約】

【課題】同じ経路で導かれる２つの波長の光の強度を簡易な構成にて監視する。
【解決手段】光増幅器１は、第１の周波数の変調信号Ｍ１で波長λ１の第１の光Ｌ１を変調し、第２の周波数の変調信号Ｍ２で波長λ２の第２の光Ｌ２を変調する。光スプリッタ２は、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を分岐する。受光部３は、分岐された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を受光し、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とを加算した光の強度を示す検出信号ＤＥＴを出力する。強度検出部４は、検出信号ＤＥＴに含まれる第１の周波数の第１の成分と第２の周波数の第２の成分とを抽出し、第１の成分及び第２の成分の振幅を検出する。増幅制御部５は、第１の成分の振幅に基づいて第１の光Ｌ１の強度を監視し、第２の成分の振幅に基づいて第２の光Ｌ２の強度を監視し、監視結果に基づいて光増幅器１における第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の増幅を制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の周波数を有する第１の変調信号で第１の波長の第１の光を変調するとともに前記第１の光を増幅し、前記第１の周波数と異なる第２の周波数を有する第２の変調信号で前記第１の波長と異なる第２の波長の第２の光を変調するとともに前記第２の光を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器から出力された前記第１の光及び前記第２の光を分岐する分岐手段と、
前記分岐手段で分岐された前記第１の光及び前記第２の光を受光し、受光した前記第１の光と前記第２の光とを加算した光の強度を示す電気信号を出力する受光手段と、
前記電気信号に含まれる前記第１の周波数の第１の成分と、前記電気信号に含まれる前記第２の周波数の第２の成分と、を抽出し、前記第１の成分の振幅と前記第２の成分の振幅とを検出する強度検出手段と、
前記第１の成分の振幅に基づいて前記第１の光の強度を監視し、前記第２の成分の振幅に基づいて前記第２の光の強度を監視し、監視結果に基づいて前記光増幅器における前記第１の光及び前記第２の光の増幅を制御する増幅制御手段と、を備える、
光モジュール。

【請求項2】

前記増幅制御手段は、前記第１の成分の振幅及び前記第２の成分の振幅が一定になるように、前記光増幅器を制御する、
請求項１に記載の光モジュール。

【請求項3】

前記増幅制御手段は、予め保持している情報に基づいて、前記光増幅器における前記第１の光及び前記第２の光の増幅の初期設定を行う、
請求項１又は２に記載の光モジュール。

【請求項4】

前記増幅制御手段は、
前記第１の光の強度が第１の範囲内となるように、前記光増幅器における前記第１の光の増幅を制御し、
前記第２の光の強度が第２の範囲内となるように、前記光増幅器における前記第２の光の増幅を制御する、
請求項１又は２に記載の光モジュール。

【請求項5】

受け取った第１の波長多重光信号を第１の波長の第１の光と干渉させることで受信して、受信した信号を復調したデータ信号を出力する受信器と、
前記データ信号に応じて前記第１の波長と異なる第２の波長の第２の光を変調し、変調した光信号を第２の波長多重光信号に多重化して出力する送信器と、
前記受信器から出力された前記データ信号を前記送信器に転送する信号処理手段と、を備え、
前記第１の光及び前記第２の光を出力する光モジュールと、を備え、
前記光モジュールは、第１の周波数を有する第１の変調信号で前記第１の光を変調するとともに前記第１の光を増幅し、前記第１の周波数と異なる第２の周波数を有する第２の変調信号で前記第２の光を変調するとともに前記第２の光を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器から出力された前記第１の光及び前記第２の光を分岐する分岐手段と、
前記分岐手段で分岐された前記第１の光及び前記第２の光を受光し、受光した前記第１の光と前記第２の光とを加算した光の強度を示す電気信号を出力する受光手段と、
前記電気信号に含まれる前記第１の周波数の第１の成分と、前記電気信号に含まれる前記第２の周波数の第２の成分と、を抽出し、前記第１の成分の振幅と前記第２の成分の振幅とを検出する強度検出手段と、
前記第１の成分の振幅に基づいて前記第１の光の強度を監視し、前記第２の成分の振幅に基づいて前記第２の光の強度を監視し、監視結果に基づいて前記光増幅器における前記第１の光及び前記第２の光の増幅を制御する増幅制御手段と、を備える、
光トランシーバ。

【請求項6】

第１の周波数を有する第１の変調信号で第１の波長の第１の光を変調するとともに前記第１の光を増幅し、前記第１の周波数と異なる第２の周波数を有する第２の変調信号で前記第１の波長と異なる第２の波長の第２の光を変調するとともに前記第２の光を増幅し、
変調及び増幅された前記第１の光及び前記第２の光を分岐する分岐し、
分岐された前記第１の光及び前記第２の光を受光し、受光した前記第１の光と前記第２の光とを加算した光の強度を示す電気信号を出力し、
前記電気信号に含まれる前記第１の周波数の第１の成分と、前記電気信号に含まれる前記第２の周波数の第２の成分と、を抽出し、前記第１の成分の振幅と前記第２の成分の振幅とを検出し、
前記第１の成分の振幅に基づいて前記第１の光の強度を監視し、前記第２の成分の振幅に基づいて前記第２の光の強度を監視し、監視結果に基づいて前記第１の光及び前記第２の光の増幅を制御する、
光の強度の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光モジュール、光トランシーバ、光の強度の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

光通信に適用されるデジタルコヒーレント技術においては、光通信装置内に、ＩＴＬＡ（Integrable Tunable Laser Assembly）などの波長可変光源が光源として搭載される。ＩＴＬＡから出力された光は、受信側装置と送信側装置とへ向けて分岐される。送信側装置は、入力された光をデータ信号に応じて変調した光信号を送信する。受信側装置は、他の通信装置などから受け取った光信号を、入力される光と干渉させることで、光信号を強度信号に復調する。この場合には、送信側装置へ入力される光の波長と、送信側装置へ入力される光の波長とは同じ波長である。

【0003】

このような構成においては、送信側装置及び受信側装置へ供給する光の安定化（特許文献１）及び増幅（特許文献２）や、光を各種の変調方式で変調（特許文献３）するなどの処理が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－２４４２７０号公報

【特許文献2】特開２００７－１９３２０９号公報

【特許文献3】特開２００１－１３３８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この場合、一般に、出力する光の波長がそれぞれ異なる２つの波長可変光源を用いることで、２つの波長に対応することができる。この場合、２つの波長の光のそれぞれの強度を一定に保つことが求められる。異なる光源を２つ搭載すればこれまで同じ方法で光強度を一定に保つことができるが、光源には小型化と低消費電力化が強く求められており、２つの光源を集積すること求められている。この場合、２つの波長の光を出力する光源から送信側及び受信側へ光を導く経路で、２つの波長の光が同じ経路を通過する箇所が生じる。そのため、２つの波長の光の強度を個別に監視することが困難になってしまう。

【0006】

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、同じ経路で導かれる２つの波長の光の強度を簡易な構成にて監視することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様である光モジュールは、第１の周波数を有する第１の変調信号で第１の波長の第１の光を変調するとともに前記第１の光を増幅し、前記第１の周波数と異なる第２の周波数を有する第２の変調信号で前記第１の波長と異なる第２の波長の第２の光を変調するとともに前記第２の光を増幅する光増幅器と、前記光増幅器から出力された前記第１の光及び前記第２の光を分岐する分岐手段と、前記分岐手段で分岐された前記第１の光及び前記第２の光を受光し、受光した前記第１の光と前記第２の光とを加算した光の強度を示す電気信号を出力する受光手段と、前記電気信号に含まれる前記第１の周波数の第１の成分と、前記電気信号に含まれる前記第２の周波数の第２の成分と、を抽出し、前記第１の成分の振幅と前記第２の成分の振幅とを検出する強度検出手段と、前記第１の成分の振幅に基づいて前記第１の光の強度を監視し、前記第２の成分の振幅に基づいて前記第２の光の強度を監視し、監視結果に基づいて前記光増幅器における前記第１の光及び前記第２の光の増幅を制御する増幅制御手段と、を備える。

【0008】

本開示の一態様である光トランシーバは、受け取った第１の波長多重光信号を第１の波長の第１の光と干渉させることで受信して、受信した信号を復調したデータ信号を出力する受信器と、前記データ信号に応じて前記第１の波長と異なる第２の波長の第２の光を変調し、変調した光信号を第２の波長多重光信号に多重化して出力する送信器と、前記受信器から出力された前記データ信号を前記送信器に転送する信号処理手段と、を備え、前記第１の光及び前記第２の光を出力する光モジュールと、を備え、前記光モジュールは、第１の周波数を有する第１の変調信号で前記第１の光を変調するとともに前記第１の光を増幅し、前記第１の周波数と異なる第２の周波数を有する第２の変調信号で前記第２の光を変調するとともに前記第２の光を増幅する光増幅器と、前記光増幅器から出力された前記第１の光及び前記第２の光を分岐する分岐手段と、前記分岐手段で分岐された前記第１の光及び前記第２の光を受光し、受光した前記第１の光と前記第２の光とを加算した光の強度を示す電気信号を出力する受光手段と、前記電気信号に含まれる前記第１の周波数の第１の成分と、前記電気信号に含まれる前記第２の周波数の第２の成分と、を抽出し、前記第１の成分の振幅と前記第２の成分の振幅とを検出する強度検出手段と、前記第１の成分の振幅に基づいて前記第１の光の強度を監視し、前記第２の成分の振幅に基づいて前記第２の光の強度を監視し、監視結果に基づいて前記光増幅器における前記第１の光及び前記第２の光の増幅を制御する増幅制御手段と、を備える。

【0009】

本開示の一態様である光の強度の制御方法は、第１の周波数を有する第１の変調信号で第１の波長の第１の光を変調するとともに前記第１の光を増幅し、前記第１の周波数と異なる第２の周波数を有する第２の変調信号で前記第１の波長と異なる第２の波長の第２の光を変調するとともに前記第２の光を増幅し、変調及び増幅された前記第１の光及び前記第２の光を分岐する分岐し、分岐された前記第１の光及び前記第２の光を受光し、受光した前記第１の光と前記第２の光とを加算した光の強度を示す電気信号を出力し、前記電気信号に含まれる前記第１の周波数の第１の成分と、前記電気信号に含まれる前記第２の周波数の第２の成分と、を抽出し、前記第１の成分の振幅と前記第２の成分の振幅とを検出し、前記第１の成分の振幅に基づいて前記第１の光の強度を監視し、前記第２の成分の振幅に基づいて前記第２の光の強度を監視し、監視結果に基づいて前記第１の光及び前記第２の光の増幅を制御する。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、同じ経路で導かれる２つの波長の光の強度を簡易な構成にて監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１にかかる光モジュールが用いられる光トランシーバの構成を模式的に示す図である。

【図2】実施の形態１にかかる光モジュールの構成を模式的に示す図である。

【図3】実施の形態１にかかる光モジュールの構成をより詳細に示す図である。

【図4】検出信号の強度と、検出信号に含まれる第１の光の信号成分及び第２の光の信号成分と、を示す図である。

【図5】実施の形態１でのフィードバック制御のフローチャートである。

【図6】実施の形態２にかかる光モジュールの構成を模式的に示す図である。

【図7】実施の形態２でのフィードフォワード制御のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

実施の形態１
実施の形態１にかかる光モジュールについて説明する。実施の形態１にかかる光モジュールは、互いに波長が異なる第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を出力する、波長可変光源モジュールとして構成される。

【0014】

図１に、実施の形態１にかかる光モジュールが用いられる光トランシーバ１０００の構成を模式的に示す。光トランシーバ１０００は、受信器１００１、送信器１００２、信号処理部１００３及び本実施の形態にかかる光モジュール１００を有する。

【0015】

光モジュール１００は、互いに波長が異なる第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を、それぞれ、受信器１００１及び送信器１００２へ出力する。以下では、第１の光Ｌ１の波長をλ１とする。第２の光Ｌ２の波長をλ２とする。

【0016】

受信器１００１は、他の光トランシーバなどから、波長λ１の光信号が波長多重された波長多重光信号ＳＩＧ１を受け取る。受信器１００１は、光モジュール１００から受け取った第１の光Ｌ１を波長多重光信号ＳＩＧ１と干渉させることで、波長λ１の光信号を選択的に受信する。そして、受信器１００１は、受信した波長λ１の光信号を復調したデータ信号ＤＡＴを、信号処理部１００３へ出力する。

【0017】

信号処理部１００３は、受け取ったデータ信号ＤＡＴを送信器１００２へ転送する。信号処理部１００３は、デジタルコヒーレント用のデジタル信号処理部（ＤＳＰDigital Signal Processor）として構成される。ＤＳＰには、いわゆるループバックと称される、受け取った信号をそのまま出力する機能を有している。そこで、信号処理部１００３が有するループバックを利用することで、受け取ったデータ信号ＤＡＴを、送信器１００２へ転送することが可能である。また、例えば、信号処理部１００３は図示しない電気コネクタを介してホスト装置と接続しており、信号処理部１００３はホスト装置からの電気信号Ａを送信器１００２に転送し、信号処理部１００３は受信器１００１からの電気信号Ｂをホスト装置に転送してもよい。

【0018】

送信器１００２は、光モジュール１００から受け取った第２の光Ｌ２をデータ信号ＤＡＴに基づいて変調し、変調した光信号を波長多重光信号ＳＩＧ２に波長多重する。そして、送信器１００２は、波長多重光信号ＳＩＧ２を送信先の光トランシーバなどへ出力する。

【0019】

以上説明したように、光トランシーバ１０００は、受信した波長λ１の光信号を、波長λ２の光信号に変換することができる。

【0020】

次に、光モジュール１００について説明する。図２に、実施の形態１にかかる光モジュール１００の構成を模式的に示す。光モジュール１００は、光増幅器１、光スプリッタ２、受光部３、強度検出部４及び増幅制御部５を有する。

【0021】

光増幅器１は、入力される第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２をそれぞれ増幅する。また、光増幅器１は、増幅制御部５から与えられる変調信号Ｍ１及びＭ２に応じて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２をそれぞれ変調する。そして、光増幅器１は、増幅及び変調した第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を、光スプリッタ２へ出力する。なお、変調信号Ｍ１は、第１の変調信号とも称する。変調信号Ｍ２は、第２の変調信号とも称する。

【0022】

光増幅器１について、より詳細に説明する。図３に、実施の形態１にかかる光モジュール１００の構成をより詳細に示す。図３では、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の伝搬経路を示すにあたり、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のビームの広がりを表示している。

【0023】

光増幅器１は、第１の光Ｌ１を増幅及び変調する第１の光増幅部１１と、第２の光Ｌ２を増幅及び変調する第２の光増幅部１２と、を有する。

【0024】

第１の光増幅部１１は、光源６から入射する第１の光Ｌ１を、増幅制御部５から入力される制御信号ＣＯＮ１に応じた増幅率にて増幅する。

【0025】

また、第１の光増幅部１１は、増幅制御部５から入力される変調信号Ｍ１に応じて、第１の光Ｌ１を変調する。この例では、変調信号Ｍ１は、周波数ｆ１の正弦波信号である。第１の光増幅部１１で増幅及び変調された第１の光Ｌ１は、周波数ｆ１で周期的に強度が変動する光として、光スプリッタ２へ出力される。なお、周波数ｆ１を、第１の周波数とも称する。

【0026】

第１の光増幅部１１から出力された第１の光Ｌ１の強度Ｐ１は、第１の光増幅部１１に与えられる電流Ｉ１の関数として、以下の式で表される。

【数1】

式［１］において、ｒは重畳される変調成分の振幅であり、Ｆ１は第１の光Ｌ１の強度と電流Ｉ１との関係を示す関数である。この関数は、光増幅器の特性に依存しており、あらかじめ導出しておく。

【0027】

第２の光増幅部１２は、光源６から入射する第２の光Ｌ２を、増幅制御部５から入力される制御信号ＣＯＮ２に応じた増幅率にて増幅する。

【0028】

また、第２の光増幅部１２は、増幅制御部５から入力される変調信号Ｍ２に応じて、第２の光Ｌ２を変調する。この例では、変調信号Ｍ２は、周波数ｆ２の正弦波信号である。第２の光増幅部１２で増幅及び変調された第２の光Ｌ２は、周波数ｆ２で周期的に強度が変動する光として、光スプリッタ２へ出力される。なお、周波数ｆ２を、第２の周波数とも称する。

【0029】

第２の光増幅部１２から出力される第２の光Ｌ２の強度Ｐ２は、第２の光増幅部１２に与えられる電流Ｉ２の関数として、以下の式で表される。

【数2】

式［２］において、ｒは、式［１］と同様に、重畳される変調成分の振幅であり、Ｆ２は第２の光Ｌ２の強度と電流Ｉ２との関係を示す関数である。この関数は、光増幅器の特性に依存しており、あらかじめ導出しておく。

【0030】

光スプリッタ２は、入射する第１の光Ｌ１を、出力ポートＰＴ１と受光部３とへ分岐する。また、光スプリッタ２は、入射する第２の光Ｌ２を、出力ポートＰＴ２と受光部３とへ分岐する。ここでは、光スプリッタ２によって受光部３へ反射される光の比率をγ、光スプリッタ２を透過して光モジュール１００の外部へ出力される光の比率を１－γとする。

【0031】

出力ポートＰＴ１及びＰＴ２は、それぞれ光ファイバＦ１及びＦ２によって他の光部品などに接続される。これにより、例えば、第１の光Ｌ１は受信器１００１へ出力され、第２の光Ｌ２は送信器１００２へ出力される。

【0032】

受光部３は、光スプリッタ２で分岐された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を受け取る。そして、受光部３は、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が加算された光の強度に応じた検出信号ＤＥＴを、強度検出部４へ出力する。受光部３は、例えば、フォトダイドードにより構成できる。この場合、受光部３は、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が加算された光の強度を示す電流信号を、検出信号ＤＥＴをとして強度検出部４へ出力する。

【0033】

強度検出部４は、検出信号ＤＥＴに所定の信号処理を行うことで、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のそれぞれの強度を検出する。上述したように、検出信号ＤＥＴは、周波数ｆ１で周期的に変動する第１の光Ｌ１の強度の成分と、周波数ｆ２で周期的に変動する第２の光Ｌ２の強度の成分と、が重畳された信号である。

【0034】

したがって、検出信号ＤＥＴの信号強度は、以下の式で示される。

【数3】

式［３］において、ηは受光部３における変換効率である。ηは、上通の通り、光スプリッタ２における光の分岐比率である。

【0035】

図４に、検出信号ＤＥＴの強度と、検出信号ＤＥＴに含まれる第１の光Ｌ１の信号成分及び第２の光Ｌ２の信号成分と、を示す。このように、検出信号ＤＥＴは、第１の光Ｌ１の信号成分ηγＰ１と第２の光Ｌ２の信号成分ηγＰ２とが加算された信号となる。なお、第１の光Ｌ１の信号成分及び第２の光Ｌ２の信号成分を、それぞれ、第１の成分及び第２の成分とも称する。

【0036】

したがって、周波数ｆ１の信号成分のみを通す周波数フィルタに検出信号ＤＥＴ通すことで、強度検出部４は、検出信号ＤＥＴから、第１の光Ｌ１の変動成分である周波数ｆ１の信号成分を抽出することができる。そして、強度検出部４は、第１の光Ｌ１の変動成分の振幅Ａ１を示す振幅信号ＳＡ１を、増幅制御部５へ出力する。

【0037】

同様に、周波数ｆ２の信号成分のみを通す周波数フィルタに検出信号ＤＥＴ通すことで、強度検出部４は、検出信号ＤＥＴから、第２の光Ｌ２の変動成分である周波数ｆ２の信号成分を抽出することができる。そして、強度検出部４は、第２の光Ｌ２の変動成分の振幅Ａ２を示す振幅信号ＳＡ２を、増幅制御部５へ出力する。

【0038】

増幅制御部５は、光増幅器１の第１の光増幅部１１及び第２の光増幅部１２に、それぞれ、上述した変調信号Ｍ１及びＭ２を出力する。

【0039】

また、増幅制御部５は、振幅信号ＳＡ１に基づき、第１の光Ｌ１の変動成分の振幅が一定となるように、制御信号ＣＯＮ１によって第１の光増幅部１１を制御する。第１の光増幅部１１は、制御信号ＣＯＮ１に応じて、電流Ｉ１の値を調整することで、第１の光Ｌ１の変動成分の振幅を一定にすることができる。

【0040】

同様に、増幅制御部５は、振幅信号ＳＡ２に基づき、第２の光Ｌ２の変動成分の振幅が一定となるように、制御信号ＣＯＮ２によって第２の光増幅部１２を制御する。第２の光増幅部１２は、制御信号ＣＯＮ２に応じて、電流Ｉ２の値を調整することで、第２の光Ｌ２の変動成分の振幅を一定にすることができる。

【0041】

次いで、光源６について説明する。図３では、光源６の構成例を示している。光源６は、互いに波長が異なる第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を出力可能な波長可変光源として構成される。光源６は、レーザ素子６１及び外部共振器６２を有する。

【0042】

レーザ素子６１は、同じ基板上に、延伸方向と直交する方向に離隔して平行に配列された、活性媒質からなる第１ストライプ６１１及び第２ストライプ６１２が形成されている。レーザ素子の２つの端面には、それぞれ、高反射膜６１Ａと無反射膜６１Ｂとが形成されている。レーザ素子６１は、第１ストライプ６１１及び第２ストライプ６１２の、無反射膜６１Ｂが形成されている端面から、異なる波長のレーザ光である光ＬＡ１及び光ＬＡ２を、外部共振器６２へ出射する。図３に表示した光ＬＡ１及び光ＬＡ２の経路は、それぞれのビーム中心の軌跡を示している。

【0043】

外部共振器６２は、第１の共振部６２１及び第２の共振部６２２を有している。また、外部共振器６２の光が入射及び出射する端面には、無反射膜６２Ａが形成されている。第１の共振部６２１は、レーザ素子６１から入射する光ＬＡ１を、レーザ素子６１の端面と第１の共振部６２１内の反射手段との間で共振させることで、第１の波長のレーザ光である第１の光Ｌ１を、光増幅器１へ出射する。第２の共振部６２２は、レーザ素子６１から入射する光ＬＡ２を、レーザ素子６１の端面と第２の共振部６２２内の反射手段との間で共振させることで、第２の波長のレーザ光である第２の光Ｌ２を、光増幅器１へ出射する。

【0044】

第１の共振部６２１及び第２の共振部６２２は、各種の共振器として構成されてもよい。第１の共振部６２１及び第２の共振部６２２は、例えば、２つのリング導波路からなる波長フィルタを設けることで、共振する光の波長を選択する共振器として構成してもよい。この場合、リング導波路にヒータを設け、リング共振器の温度を変えることでリング導波路の屈折率を調整して、第１の共振部６２１及び第２の共振部６２２で共振する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を、それぞれ所望の波長に制御することができる。

【0045】

第１の共振部６２１及び第２の共振部６２２においては、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の出射導波路は、無反射膜の反射率をより低減させるため、出射端面に対して傾斜している。よって、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、出射端面に対して傾斜した方向へ出射する。

【0046】

また、光モジュール１００には、図３に示す様に、第１のレンズ７、アイソレータ８及び第２のレンズが配置されてもよい。

【0047】

第１のレンズ７及びアイソレータ８は、光増幅器１と光スプリッタ２との間に配置される。光増幅器１から異なる方向に出射された第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、拡散しながら第１のレンズ７に入射する。第１のレンズ７は、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を互いに平行な光線に変換する。平行な光線となった第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２は、アイソレータ８を通過した後に、光スプリッタ２に入射する。これにより、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２がアイソレータ８を通過した後に反射され、反射光としてアイソレータ８に入射しても、反射光はアイソレータ８で遮断される。これにより、光増幅器１及び光源６への反射光の入射を防止することができる。

【0048】

第２のレンズ９は、光スプリッタ２の出力側に配置される。第２のレンズ９は、光スプリッタ２から入射する第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を収束させて、それぞれ出力ポートＰＴ１及びＰＴ２へ向けて出射する。

【0049】

次に、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の強度のフィードバック制御について説明する。図５に、実施の形態１にかかるフィードバック制御のフローチャートを示す。

【0050】

ステップＳ１
受光部３は、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とを加算した光の強度を示す検出信号ＤＥＴを出力する。

【0051】

ステップＳ２
強度検出部４は、検出信号ＤＥＴを周波数分離することで、第１の光Ｌ１についての振幅信号ＳＡ１と、第２の光Ｌ２についての振幅信号ＳＡ２と、を取得する。

【0052】

ステップＳ３
強度検出部４は、振幅信号ＳＡ１から、第１の光Ｌ１の周波数ｆ１の信号成分の振幅Ａ１を算出する。また、強度検出部４は、振幅信号ＳＡ２から、第２の光Ｌ２の周波数ｆ２の信号成分の振幅Ａ２を算出する。

【0053】

ステップＳ４
増幅制御部５は、振幅Ａ１が所定の範囲Ｒ１に収まっているかを判定する。なお、所定の範囲Ｒ１は、第１の範囲とも称する。

【0054】

ステップＳ５
振幅Ａ１が所定の範囲Ｒ１に収まっていない場合、増幅制御部５は、振幅Ａ１を所定の範囲Ｒ１に収めるため、光増幅器１へ制御信号ＣＯＮ１を出力する。

【0055】

ステップＳ６
光増幅器１は、制御信号ＣＯＮ１に応じて、第１の光増幅部１１の電流Ｉ１を調整する。

【0056】

ステップＳ７
増幅制御部５は、振幅Ａ２が所定の範囲Ｒ２に収まっているかを判定する。なお、所定の範囲Ｒ２は、第２の範囲とも称する。

【0057】

ステップＳ８
振幅Ａ２が所定の範囲Ｒ２に収まっていない場合、増幅制御部５は、振幅Ａ２を所定の範囲Ｒ２に収めるため、光増幅器１へ制御信号ＣＯＮ２を出力する。

【0058】

ステップＳ９
光増幅器１は、制御信号ＣＯＮ２に応じて、第２の光増幅部１２の電流Ｉ２を調整する。

【0059】

図５では、ステップＳ４～Ｓ６の処理の後にステップＳ７～Ｓ９の処理が行われるものとしたが、これは例示に過ぎない。ステップＳ７～Ｓ９の処理を先に行った後にステップＳ４～Ｓ６の処理を行ってもよいし、ステップＳ４～Ｓ６の処理とステップＳ７～Ｓ９の処理とを、並行して行ってもよい。

【0060】

これにより、光モジュール１００は、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の強度が所望の値となるように、フィードバック制御を行うことができる。

【0061】

なお、上記のステップＳ１～Ｓ９からなるフィードバック制御を、常時又は簡潔的に行うことで、継続して第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の強度を制御することができる。

【0062】

したがって、本構成によれば、フィードバック制御により、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のそれぞれの強度を、高い精度で制御することが可能となる。

【0063】

なお、本実施の形態におけるように、２つの波長の光を監視する場合、受光部と強度検出部とのペアを２つ設けて、２つのペアによって２つの波長の光のそれぞれを監視することも考え得る。しかし、この場合には、部品の数が増加してしまい、光モジュールの大型化や、光モジュールの製造コストの増大に繋がる。

【0064】

これに対し、光モジュール１００は、単一の受光部３で受光した光に基づいて、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のそれぞれの強度を監視する簡素な構成を有している。これにより、光モジュールを小型化でき、かつ、製造コストを低減することができる。

【0065】

実施の形態２
実施の形態１では、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の強度の監視結果に基づくフィードバック制御について説明した。一方で、光モジュールを運用する場合、まず、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の強度の初期設定を行うフィードフォワード制御を行うこととなる。そこで、本実施の形態では、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の強度のフィードフォワード制御について説明する。

【0066】

図６に、実施の形態２にかかる光モジュール２００の構成を模式的に示す。光モジュール２００は、光モジュール１００の増幅制御部５を、増幅制御部１０に置き換えた構成を有する。

【0067】

第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の強度のフィードフォワード制御を行う場合、増幅制御部１０は、第１の光増幅部１１及び第２の光増幅部１２のそれぞれに、目標となる強度に対応した制御信号ＣＯＮ１及びＣＯＮ２を出力する。そのためには、制御信号ＣＯＮ１の値、例えば電圧と、第１の光Ｌ１の強度との対応関係を予め把握しておかなければならない。同様に、制御信号ＣＯＮ２の値、例えば電圧と、第２の光Ｌ２の強度との対応関係を予め把握しておかなければならない。

【0068】

制御信号と光の強度との対応関係は、例えば、増幅制御部１０に予めテーブル情報として保持しておくことが可能である。増幅制御部１０は、適宜テーブル情報ＴＡＢを参照して、目標の強度に対応した制御信号ＣＯＮ１及びＣＯＮ２を、それぞれ第１の光増幅部１１及び第２の光増幅部１２に与えることができる。

【0069】

次いで、実施の形態２にかかるフィードフォワード制御動作について説明する。図７１に、実施の形態２でのフィードフォワード制御のフローチャートを示す。

【0070】

ステップＳ１１
増幅制御部１０は、外部の装置などから、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の目標強度を指定する指示ＩＮＳを受け取る。指示ＩＮＳは、例えば、図１に示す信号処理部１００３や、光モジュール１００又は光トランシーバ１０００内に設けられた、図示しない制御手段から与えられてもよい。

【0071】

ステップＳ１２
増幅制御部１０は、予め保持しているテーブル情報ＴＡＢを参照して、指示された目標強度に対応した制御信号ＣＯＮ１及びＣＯＮ２を出力する。

【0072】

ステップＳ１３
第１の光増幅部１１は、制御信号ＣＯＮ１に応じて、電流Ｉ１の初期値を設定する。同様に、第２の光増幅部１２は、制御信号ＣＯＮ２に応じて、電流Ｉ２の初期値を設定する。

【0073】

ステップＳ１１～Ｓ１３では、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のそれぞれの強度を監視することなく、指示ＩＮＳに基づいて光増幅器１の電流Ｉ１及び第２の光増幅部１２の電流Ｉ２を設定した。そのため、この時点では、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のそれぞれの強度が目標の強度となっているかは不明である。

【0074】

そこで、実施の形態１で説明したフィードバック制御を続けて開始することで、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のそれぞれの強度を目標値とすることができる。

【0075】

以上、本構成によれば、フィードフォワード制御によって、第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のそれぞれの強度の初期設定を行うことができる。その後、増幅制御部１０が第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２のそれぞれの強度のフィードバック制御を行うことで、それぞれの強度を高い精度で制御することが可能となる。

【0076】

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、上述の光トランシーバ及び光モジュールの構成は、説明の便宜上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。

【0077】

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、必要に応じて双方向の信号のやり取りが可能である。

【0078】

上述の実施の形態で説明した光源６の構成は、例示に過ぎない。第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２を光増幅器１へ同様に出力できる限り、光源の構成は、他の構成であってもよい。

【符号の説明】

【0079】

１ 光増幅器
２ 光スプリッタ
３ 受光部
４ 強度検出部
５、１０ 増幅制御部
６ 光源
７ 第１のレンズ
８ アイソレータ
９ 第２のレンズ
１０ 増幅制御部
１１ 第１の光増幅部
１２ 第２の光増幅部
６１ レーザ素子
６１Ａ 高反射膜
６１Ｂ、６２Ａ 無反射膜
６２ 外部共振器
１００ 光モジュール
１１１ 第１の光増幅部
１１２ 第２の光増幅部
６１１ 第１ストライプ
６１２ 第２ストライプ
６２１ 第１の共振部
６２２ 第２の共振部
１０００ 光トランシーバ
１００１ 受信器
１００２ 送信器
１００３ 信号処理部
ＣＯＮ１、ＣＯＮ２ 制御信号
Ｌ１ 第１の光
Ｌ２ 第２の光
Ｍ１、Ｍ２ 変調信号
ＰＴ１、ＰＴ２ 出力ポート
ＳＡ１、ＳＡ２ 振幅信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】