特許 7095415 光モジュール、及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-27

(45)【発行日】2022-07-05

(54)【発明の名称】光モジュール、及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/01 20060101AFI20220628BHJP

   H04B 10/67 20130101ALI20220628BHJP

   H04B 10/075 20130101ALI20220628BHJP

【ＦＩ】

G02F1/01 B

H04B10/67

H04B10/075

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018108664

(22)【出願日】2018-06-06

(65)【公開番号】P2019211667

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-03-02

(73)【特許権者】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(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

(72)【発明者】

【氏名】戸田 帆志彦

(72)【発明者】

【氏名】石井 俊雄

【審査官】野口 晃一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１０５２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２０８８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０１３３６４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０５－２５７１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３６５６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２７７０５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０１１４１２１９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５

１／２１－７／００

Ｈ０４Ｂ １０／００－１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００－１４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の波長が多重された光信号を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器により増幅された前記光信号から、前記複数の波長を分離する分波器と、
前記光増幅器の入力側で前記光信号をモニタする第１の光検出器と、
前記分波器の出力側で、前記複数の波長のそれぞれをモニタする第２の光検出器と、
前記第１の光検出器の第１のモニタパワーと、前記第２の光検出器の第２のモニタパワーに基づいて、前記分波器のフィルタ中心波長を制御する制御回路と、
を有し、
前記制御回路は、前記フィルタ中心波長の制御により、前記第１のモニタパワーの変動量が第１の閾値よりも小さくなったときに、前記第２のモニタパワーの最新の測定値に基づいて、前記フィルタ中心波長を調整することを特徴とする光モジュール。

【請求項2】

前記光増幅器と前記分波器は同一の基板に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。

【請求項3】

前記分波器は、シリコン光導波路で形成されるフィルタ素子を有し、
前記制御回路は、前記シリコン光導波路の屈折率を制御して前記フィルタ中心波長を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光モジュール。

【請求項4】

前記光増幅器の入力側に配置され、前記光信号の帯域を大まかに分割する波長フィルタ、
をさらに有し、
前記光増幅器は、分割された前記帯域の信号光成分のそれぞれに設けられることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の光モジュール。

【請求項5】

前記第１の光検出器は、前記波長フィルタの入力側に接続されることを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。

【請求項6】

前記制御回路は、前記フィルタ中心波長を第１方向へ所定量シフトさせて前記第１のモニタパワーの変動量を測定し、前記第１のモニタパワーの変動量が第１の閾値に達するか前記第１の閾値を超えたときに、前記フィルタ中心波長を前記第１方向と逆方向の第２方向にシフトさせて前回の中心波長位置に戻すことを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。

【請求項7】

複数の波長が多重された光信号を増幅する光増幅器と、前記光増幅器により増幅された前記光信号から前記複数の波長を分離する分波器とを有する光モジュールの制御方法において、
前記光増幅器の入力側で前記光信号をモニタして第１のモニタパワーを測定し、
前記分波器の出力側で、前記複数の波長のそれぞれをモニタして第２のモニタパワーを測定し、
前記第１のモニタパワーと前記第２のモニタパワーに基づいて、前記分波器のフィルタ中心波長を調整し、
前記フィルタ中心波長の調整は、前記第１のモニタパワーの変動量が第１の閾値よりも小さくなったときに、前記第２のモニタパワーの最新の測定値に基づいて、前記フィルタ中心波長を調整することを特徴とする制御方法。

【請求項8】

前記フィルタ中心波長の調整は、前記フィルタ中心波長を第１方向へ所定量シフトさせて前記第１のモニタパワーの変動量を測定し、前記第１のモニタパワーの変動量が第１の閾値に達するか前記第１の閾値を超えたときに、前記フィルタ中心波長を前記第１方向と逆方向の第２方向にシフトさせて前回の中心波長位置に戻すことを特徴とする請求項７に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光モジュール、及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

情報通信量の増大により、400Gbpsイーサネット（４００ＧＥ）に対応した光モジュールの開発が進められている。４００ＧＥの規格の一つには、４値パルス振幅変調（ＰＡＭ４）の波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）方式により、ビットレートを増やしているものもある。４００ＧＥの現在のターゲットは、主に短距離である２Ｋｍ、１０Ｋｍであるが、１０Ｋｍを超える４０Ｋｍといった長距離の光通信についても規格化の議論が始まろうとしている。長距離化では、１００Gbpsイーサネットの４０Ｋｍ伝送の標準規格であるＥＲ４規格と同様に、光アンプを利用して、ダイナミックレンジを確保する方式も検討され得る。

【0003】

図１は、ＷＤＭ方式の受信フロントエンドの模式図である。受信器内に可変光減衰器（ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）と半導体光アンプ（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）を備える。小電力信号の受信時はＳＯＡで一括して増幅し、大電力信号の受信時はＶＯＡで一括して減衰させ、分波後に、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子で各波長の光を受光してダイナミックレンジを確保する。

【0004】

ＷＤＭシステムでは、一般的に光フィルタを用いて分波している。ＳＯＡで受信信号光を一括増幅すると、図１の状態（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission：自然放射増幅）光が増大し、状態（Ｃ）のように受光感度が低下する。

【0005】

受光素子へのＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission：自然放射増幅）光の漏れ込みを適応的に抑制する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００５－２１０２６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

光雑音による受信感度の低下は、多値変調の多値数が増えると一層深刻になる。多値変調の場合、二値変調に比べて信号対雑音比が低下し、ＡＳＥ雑音が受信感度の低下に与える影響が大きくなる。たとえばＬＡＮ－ＷＤＭ用の分波器または波長フィルタでは、入力光の波長レンジをカバーするために６～７ｎｍ程度の帯域幅を有し、ＡＳＥ雑音を十分に除去することができない（図１の状態（Ｃ）参照）。ＣＷＤＭ（Coarse-WDM）では伝送波長の間隔がさらに広く、分波器の帯域幅が３０ｎｍ程度になる場合もあり、ＡＳＥ雑音カット機能がいっそう劣る。

【0008】

狭帯域の波長フィルタを使用することでＡＳＥ雑音を低減することができるが、規格で決まる波長レンジ全体をカバーできないことから、波長変動が起きると信号光が透過域からはずれて、通信が成立しなくなるおそれがある。

【0009】

本発明は、ＡＳＥ雑音による受信感度の劣化を低減することのできる光モジュールと制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

一つの態様では、光モジュールは、
複数の波長が多重された光信号を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器により増幅された前記光信号から、前記複数の波長を分離する分波器と、
前記光増幅器の入力側で前記光信号をモニタする第１の光検出器と、
前記分波器の出力側で、前記複数の波長のそれぞれをモニタする第２の光検出器と、
前記第１の光検出器の出力と、前記第２の光検出器の出力に基づいて、前記分波器のフィルタ中心波長を制御する制御回路と、
を有する。

【発明の効果】

【0011】

光通信の受信フロントエンドで、ＡＳＥ雑音による受信感度の劣化を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一般的なＷＤＭ方式の受信フロントエンドの模式図である。

【図2】第１実施形態の光モジュールの概略図である。

【図3】波長分離プラットフォームを有する光モジュールの構成例を示す図である。

【図4】起動時の初期中心波長の制御フローを示す図である。

【図5】図４のフローでモニタ結果の記録例を示す図である。

【図6】起動時の初期中心波長の制御フローの別の例を示す図である。

【図7】運用中の波長可変フィルタの制御の概念図である。

【図8】図７の制御概念の具体例を示すフローチャートである。

【図9】図８の短波長側へのシフト制御（Ｓ１３４）の詳細なフローを示す図である。

【図10】図８の長波長側へのシフト制御（Ｓ１３７）の詳細なフローを示す図である。

【図11】運用中の波長可変フィルタの別の制御例の概念図である。

【図12】図１１の制御概念の具体例を示すフローチャートである。

【図13】第２実施形態の光モジュールの概略図である。

【図14】パッケージ化した光モジュールの例を示す図である。

【図15】発明の効果を示す図である。

【図16】リング型フィルタのバリエーションを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

実施形態では、ＳＯＡの前段での受信光のモニタ結果と、光増幅及び分波後の各波長の光のモニタ結果とに基づいて、分波器の通過帯域の中心波長を調整することで、ＡＳＥ雑音による受信感度の劣化を低減する。

【0014】

また、ＳＯＡと分波器を同じプラットフォームに実装することで小型の光モジュールを実現する。

【0015】

＜第１実施形態＞
図２は、第１実施形態の光モジュール１０の概略図である。光モジュール１０は、たとえば光アンプ内蔵の小型の光受信モジュールである。光モジュール１０は、波長分離プラットフォーム１３、制御ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）２０、ＰＤ１２、及びＰＤ１６－１～１６－ｍを有する。

【0016】

波長分離プラットフォーム１３は、同一基板上に実装されたＳＯＡ１４と、分波器（図中「光Demux」と表記）１５を有する。ＰＤ１２は、ＳＯＡ１４の前段で入射光の一部を分岐して、入射光の強度をモニタする。ＰＤ１６－１～１６－ｍ（適宜、「ＰＤ１６」と総称する）は、分波器１５の出力に光学的に接続されて、各波長（λ₀～λ_m-1）の光をモニタする。

【0017】

波長分離プラットフォーム１３の前段に、ＶＯＡ１１が設けられていてもよい。ＶＯＡ１１は、大電力の光信号が受信されたときに、受信光の強度を光モジュール１０の最小受信感度を超える光強度に減衰する。光信号は、たとえば複数波長の光が多重されたＷＤＭ信号である。必要に応じてＶＯＡ１１で適切なレベルに減衰されたＷＤＭ信号の一部は、ＳＯＡ１４の前段で分岐されてＰＤ１２で受光され、ＰＤ_inが検出される。モニタ用の光成分を除くＷＤＭ主信号は、ＳＯＡ１４により一括増幅され、伝送路での光損失が補償される。

【0018】

光増幅後に、信号光は分波器１５によって各波長成分に分波される。分波器１５の各出力光の一部が取り出されて、ＰＤ１６－１～１６－ｍによる検出され、各波長でＰＤ_filterが得られる。各波長のモニタ用の光成分を除く主信号光は、光スイッチ、光トランスポンダ等に供給される。

【0019】

ＳＯＡ１４の前段のＰＤ１２の出力と、分波器１５の後段の各ＰＤ１６の出力は、制御ＩＣ２０の入力に接続される。制御ＩＣ２０は、たとえばＣＰＵ等のプロセッサとメモリで実現される。あるいはメモリ内蔵のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のロジックデバイスで実現されてもよい。

【0020】

制御ＩＣ２０は、第１のパワー検出部２１、第２のパワー検出部２２、演算部２３、制御部２４、及びメモリ２５を有する。第１のパワー検出部２１は、ＰＤ１２でモニタされたモニタ光のパワーを検出する。第２のパワー検出部２２は、増幅及び分波後にＰＤ１６－１～１６－ｍでモニタされた各モニタ光のパワーを検出する。

【0021】

演算部２３は、第１のパワー検出部２１の検出結果と、第２のパワー検出部２２の検出結果に基づいて、分波器１５、すなわち光フィルタの各通過帯域の制御量を計算する。制御部２４は、演算部２３の出力に基づいて、光フィルタの各通過帯域の中心波長が、入力受信光に含まれる各波長に一致または近づくように、分波器１５の透過特性を制御する。メモリ２５は、分波器１５の透過特性の制御に用いられるパラメータ、または制御により得られるデータを保存する。

【0022】

ＳＯＡ１４の前段でのモニタ光と、分波後のモニタ光に基づいて分波器１５の各通過帯域の中心波長を制御することで、一括増幅されて広帯域のＡＳＥ雑音を含む光信号から、各波長の光を狭帯域で切り出すことができる。

【0023】

分波器１５の透過特性の制御に、波長フィルタ透過後の光強度のみを用いると、波長フィルタの調整時に伝送路の変動・外乱などの影響で入力光が低下したときに、フィルタ調整における波長ずれと誤判断されて、チューニングを誤る場合がある。実施形態では、光増幅前の光強度も用いることで、波長可変フィルタのチューニングの誤動作を防止し、かつ受信感度の劣化を防止して、一括増幅された信号光から各波長の光を正しく分離する。

【0024】

図３は、波長分離プラットフォーム１３Ａの構成例を示す図である。光モジュール１０Ａの波長分離プラットフォーム１３Ａは、たとえば基板１３１上にシリコンフォトニクス技術で形成された分波器１５と、基板１３１に実装されたＳＯＡ１４を有する。ＳＯＡ１４は、基板１３１に形成された溝またはテラスに配置され、ＳＯＡ１４の利得導波路と、基板１３１に形成された光導波路が光学的に接続されている。基板１３１の下方で、ＳＯＡ１４に対応する位置にＴＥＣ（Thermoelectric cooler：熱電冷却器）１８が配置され、ＳＯＡ１４の動作温度が一定に維持される。

【0025】

シリコン（Ｓｉ）光導波路で形成される分波器１５は、複数のリング共振器１７－１～１７－４を有し、リング共振器１７－１～１７－４のそれぞれにヒータ１９－１～１９－４が設けられている。リング共振器１７－１～１７－４は、フィルタ素子の一例である。ヒータ１９－１～１９－４の温度を制御することで、リング共振器１７－１～１７－４を形成する光導波路の屈折率を変化させて、共振波長を制御する。

【0026】

図３では、波長λ₀～λ₃の４波長の分波器１５を示しているが、この例に限定されず、適切な数と配置でリング共振器１７を設けることで、ｍ波長（ｍは２以上の整数）の光を分離することができる。

【0027】

ＳＯＡ１４の前段のＰＤ１２で入力光信号の一部がモニタされ、モニタ結果が第１のパワー検出部２１に供給される。分波器１５の後段のＰＤ１６－１～１６－４の各々で各波長成分の強度がモニタされ、モニタ結果が第２のパワー検出部２２に供給される。演算部２３は、第１のパワー検出部２１と第２のパワー検出部２２の検出結果に基づいて、各リング共振器１７－１～１７－４の制御量を計算し、制御部２４Ａがリング共振器１７－１～１７－４の共振周波数を制御する。

【0028】

より具体的には、制御部２４Ａは、リング共振器１７－１～１７－４に設けられたヒータ１９－１～１９－４の温度（または印加電圧）を制御してリング共振器１７－１～１７－４を形成する光導波路の屈折率を調整し、分波器１５の各通過帯域の中心を、ターゲットの波長に一致または近接させる。

【0029】

ＳＯＡ１４に前段に配置されるＰＤ１２を用いることで、外乱等による入力光の強度低下の影響を抑制した波長制御が可能である。また、ＳＯＡ１４と分波器１５の光接続にシリコン（Ｓｉ）光導波路を用いることで、レンズ、ファイバ保持機構等の部品を省略することができる。

【0030】

リング共振器１７－１～１７－４は、たとえば直径が数μｍ程度であるため、フィルタ部（すなわち分波器１５）の構成が、誘電体多層膜を用いたミリオーダーサイズのＤｅｍｕｘ構成と比較して、小型化することができる。また、ＳＯＡ１４と分波器１５を実装する波長分離プラットフォーム１３Ａの光軸方向のサイズを、１０ミリ～１０数ミリを低減することができる。ＴＥＣ１８による温度制御領域として光軸方向に数ミリ～５ミリ程度の領域を確保する場合でも、ミクロンオーダーのリング共振器を複数配置して分波器１５または波長フィルタを形成することで、ＳＯＡ内蔵の波長分離プラットフォーム１３Ａのサイズを小さくすることができる。

【0031】

図３の分波器１５はさらに、効率良く波長分離できるというメリットを有する。一般にＳＯＡ１４の増幅特性として、帯域の両端（λ₀とλ₃）よりも中央部分（λ₁とλ₂）での利得が高くなる。ＳＯＡ１４の利得帯域の両端に近い波長成分を、利得帯域の中央付近の波長成分よりも伝搬損失の少ない光路で取出すことで、ＳＯＡ１４の利得特性に合わせた波長分離を行うことができる。

【0032】

たとえば、ＳＯＡ１４で増幅された光の一部が光導波路１５１からリング共振器１７－１に結合し、リング共振器１７－１の周長等によって決まる波長λ３の光が光導波路１５５からＰＤ１６－４に入射する。光導波路１５１を直進した光の一部が、リング共振器１７－２に結合し、リング共振器１７－２の周長等によって決まる波長λ０の光が光導波路１５２からＰＤ１６－１に入射する。λ０とλ３をＰＤリング共振器１７－３とリング共振器１７－４についても同様であり、波長λ２の光が光導波路１５４からＰＤ１６－３に入射し、波長λ１の光が光導波路１５３からＰＤ１６－２に入射する。

【0033】

分波器１５の帯域の両端側の波長から順に光損失の少ない状態で取出されるように、リング共振器１７－１～１７－４を設計し、配置することができる。

【0034】

＜制御フロー＞
次に、光モジュール１０または１０Ａ（以下、単に「光モジュール１０」とする）の制御フローを説明する。光モジュール１０の制御として、
（１）起動時の中心波長の初期位置の制御と、
（２）運用中の波長変動に追従させる制御と、
がある。

【0035】

起動時の中心波長の制御はさらに、（１－ａ）波長帯域をすべてスイープしてモニタ光のパワーが最大となる波長位置を検索する方法と、（１－ｂ）帯域の端部から順にモニタして極大値で波長検索を終了する方法がある。

【0036】

＜起動時の制御＞
図４は、起動時の中心波長設定の制御フローである。この制御法は、上述した全帯域スイープの方法（１－ａ）であり、制御ＩＣ２０によって実行される。図４では、ひとつのフィルタ出力に着目して説明を行うが、すべてのフィルタ出力に対して同じ制御が行われる。たとえば、リング共振器１７－１～１７－ｍ、またはヒータ１９－１～１９－ｍに対して同じ制御が行われる。この場合の制御は時分割制御であってもよいし、順次制御であってもよい。

【0037】

まず、ヒータ温度Ｔ_heatを初期温度Ｔ₀にセットする（Ｓ１０１）。繰り返し数をｉ＝１に設定し（Ｓ１０２）、初期温度Ｔ₀でＳＯＡ１４の入力側のＰＤ１２の光強度（Ｐ０_in）を測定し、メモリ２５に記録する（Ｓ１０３）。

【0038】

次に、ヒータ温度Ｔ_heatをΔＴだけ高くして（Ｓ１０４）、ＳＯＡ１４の入射側のＰＤ１２の受光量（Ｐ１_in）と、分波器１５の出力側のＰＤ１６の受光量（Ｐｉ_filter）を測定して、測定結果をメモリ２５に記録する（Ｓ１０５）。温度増加のステップサイズΔは、適宜設定することができる。

【0039】

ＳＯＡ１４の入力側での今回のモニタ結果Ｐ１_inと前回のモニタ結果Ｐ０_inの差分、すなわち変化量が所定の閾値α未満であるか否かを判断する（Ｓ１０６）。入力側でのモニタ光の変化量が閾値α未満のとき、すなわち|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αが満たされる場合は（Ｓ１０６でＹｅｓ）、更新後の温度Ｔｉ（Ｔ＋ΔＴ）での各波長のモニタ光の光強度（Ｐｉ_filter）を温度Ｔｉとともにメモリ２５に記録する（Ｓ１０８）。

【0040】

現在のヒータ温度Ｔが上限値Ｔ_limitに達したか否かを判断し（Ｓ１０９）、上限値に達していない場合は（Ｓ１０９でＮｏ）、ｉをインクリメントして（Ｓ１１０）、上限値に達するまで、ステップＳ１０３～Ｓ１０９を繰り返す。

【0041】

ヒータ温度が上限値に達して全温度範囲のスイープが終わると（Ｓ１０９でＹｅｓ）、得られた測定記録から、光強度が最大となる温度Ｔ_maxを選択し（Ｓ１１１）、ヒータ温度をＴ_maxに設定して（Ｓ１１２）、処理を終了する。

【0042】

一方、ＳＯＡ１４の入力側のモニタ光の強度が閾値αを超えて変動したときは（Ｓ１０６でＮｏ）、ヒータ１９の温度を１ステップ前に戻し（Ｔ_heat＝Ｔ－ΔＴ）（Ｓ１０７）、ステップＳ１０３に戻って入力側モニタ光の強度（Ｐ０_in）を再度測定し、記録する。ＳＯＡ１４の入力側のモニタ光の強度変動が閾値α未満に収まるまで、ステップＳ１０３～Ｓ１０７を繰り返す。

【0043】

ステップＳ１０１～Ｓ１１０までのフローは、全温度範囲をスイープするためのプロセスＡであり、Ｓ１１１～Ｓ１１２は、スイープ結果から最適なヒータ温度を選択するプロセスＢである。この処理を、分離する波長ごとに、すなわちヒータ１９またはリング共振器１７ごとに行って、分波器１５の各通過帯域の中心波長を最適な波長に設定する。

【0044】

プロセスＡでは、外乱等の影響をモニタしており、ＳＯＡ１４への入射光の強度が許容範囲以上に変化したときは、入射光の強度変動が許容範囲内に収まるまで、フィルタ中心波長のチューニングを保留し、直前の設定温度で分波器１５の出力光のモニタ結果の測定と記録を繰り返す。これにより、起動時に波長可変フィルタのチューニングの誤動作を防止することができる。

【0045】

図５は、ステップＳ１０８でのメモリ２５への測定結果の記録の例を示す。ＳＯＡ１４への入射光の強度変動が許容範囲内にあることを前提として、分波器１５の各波長のモニター光の強度（Ｐｉ_filter）を、ヒータ１９の設定温度（Ｔ_i）と対応付けて記録する。光強度Ｐｉ_filterが最大になる温度を選択することで、外乱の影響を排除して、分波器１５の通過帯域の中心波長をターゲットの波長に合わせ込むことができる。

【0046】

図６は、起動時の中心波長位置の制御のうち、極大値で中心波長を決定する（１－ｂ）の方法を示す。

【0047】

まず、ヒータ温度Ｔ_heatを初期温度Ｔ₀にセットする（Ｓ１２１）。分波器１５の出力側のＰＤ１６により、初期温度Ｔ₀でモニタ光の強度Ｐｍ_filterを測定し、メモリ２５に記録する（Ｓ１２３）。また、初期温度Ｔ₀で、ＳＯＡ１４の入力側のＰＤ１２で入射光の強度（Ｐ０_in）を測定し、メモリ２５に記録する（Ｓ１２４）。

【0048】

次に、ヒータ温度Ｔ_heatをΔＴだけ高くしてＴ_heat＝Ｔ＋ΔＴに設定する（Ｓ１２５）。更新後の温度で、ＳＯＡ１４の入力側のＰＤ１２によるモニタ光の強度（Ｐ１_in）と、分波器１５の出力側のＰＤ１６によるモニタ光の強度（Ｐｍ’_filter）を測定し、測定結果をメモリ２５に記録する（Ｓ１２６）。温度増加のステップサイズΔは、適宜設定することができる。

【0049】

ＳＯＡ１４の入力側での今回のモニタ結果Ｐ１_inと前回のモニタ結果Ｐ０_inの差分または変化量が所定の閾値α未満であるか否かを判断する（Ｓ１２８）。入力側でのモニタ光の変化量が閾値α以上のとき、すなわち|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αが満たされない場合は（Ｓ１２８でＮｏ）、外乱の影響が大きいと判断される。この場合は、ヒータ温度Ｔ_heatをΔＴだけもとに戻して（Ｓ１２９）、外乱の影響が許容範囲内におさまるまで、ステップＳ１２４～Ｓ１２８を繰り返す。

【0050】

入力側でのモニタ光の変化量が閾値α未満のとき、すなわち|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αが満たされる場合は（Ｓ１２８でＹｅｓ）、外乱の影響は許容範囲内と判断され、分波器１５の出力側でのモニタ光の変化の判断（Ｓ１３０）に移行する。

【0051】

ステップＳ１３０では、分波器１５の出力側のＰＤ１６での今回のモニタ結果Ｐｍ’_filterが前回のモニタ結果Ｐｍ_filterよりも閾値Ｐ_thを超えて低下したか否かが判断される。今回のモニタ光パワーが前回のパワーと比較して閾値Ｐ_thを超えて低下していない場合は（Ｓ１３０でＮｏ）、帯域の中心波長がターゲットの波長に近づいているか、その近傍にあることを意味する。この場合は、今回のモニタ光パワーＰｍ’_filterを温度Ｔ_heatと対応付けてＰｍとしてメモリに保存する（Ｓ１３１）。

【0052】

ステップＳ１２４～Ｓ１３１は、ＰＤ１６による今回のモニタ光強度が閾値Ｐthを超えて大きく減少するまで（Ｓ１３０でＹｅｓ）、繰り返される。ＰＤ１６の今回のモニタ光の強度が閾値Ｐ_thを超えて大きく低下したときは、Ｔ_heatをパワーが極大となったときに記録した温度Ｔ_maxに設定し（Ｓ１３２）、処理を終了する。

【0053】

この方法でも、外乱等の影響を考慮して、分波器１５の通過帯域の中心波長を最適位置に制御することができる。

【0054】

＜運用中の追従制御＞
図７は、運用中の波長変動に追従させる制御（２）の概念図である。図７の（ａ）の初期状態では、透過光の波長が、波長フィルタの通過帯域の中心から長波長側にシフトしている。逆にいうと、波長フィルタの中心波長が信号波長よりも短波長側にずれている。起動時に分波器１５の透過特性を各波長に合わせ込む制御を行った場合でも、温度変化による光源波長の変動、光分波器１５の透過特性の変動等によって、波長フィルタの中心波長と信号波長がずれる場合がある。そこで、運用中に信号光の波長ずれに追従して光分波器１５の透過特性を制御することで、狭帯域フィルタを実現する。

【0055】

初期状態（ａ）からの制御の方向は、未知である。そこで、処理（ｂ）のように、波長フィルタの通過帯域の中心波長を、一方向、たとえば短波長側に移動する。中心波長の移動は、たとえばリング共振器１７に設けられたヒータ１９の温度を制御することで実現可能である。

【0056】

ヒータ１９の温度を一定間隔で上昇して波長フィルタの中心波長を短波長側にシフトさせて、フィルタ透過光（分波器１５の出力光）のパワーをモニタする。

【0057】

処理（ｃ）で、モニタの結果、フィルタ透過光の強度が低下したため、その方向への制御を停止して制御の方向を変える。フィルタ透過光の強度の低下は、フィルタの中心波長が透過光の波長からずれる方向に移動していることを意味するからである。

【0058】

処理（ｄ）において、ヒータ温度を上げることで、波長フィルタの中心波長を長波長側へ移動させて、モニタ光の強度を測定する。処理（ｅ）で、フィルタ透過後のモニタ光の強度が低下したため、この方向への制御を停止する。制御の方向を変えることで、帯域の中心波長が透過光の波長に収束していく。処理（ｆ）で、記録した強度の中で最大強度となった温度をヒータ温度として設定する。

【0059】

図８は、図７の制御の概念を具体的に表わすフローチャートである。このフローも、制御ＩＣ２０によって、すべてのフィルタ出力に対して行われる。まず、初期状態で分波器１５の後段の着目するＰＤ１６のモニタ光強度を取得し、これをＰ０_filterとして記録する（Ｓ１３１）。また、このときの波長フィルタの波長位置ｉを初期位置（ｉ＝０）とする（Ｓ１３２）。

【0060】

波長位置ｉを１段階、短波長側のｉ－１に設定して（Ｓ１３３）、フィルタ中心波長を短波長側にシフトさせる制御を行う（Ｓ１３４）。ステップＳ１３４の処理の詳細は、図９を参照して後述する。

【0061】

フィルタ中心波長のシフト後にＰＤ１６のモニタ光強度Ｐｉ_filterを取得し、Ｐ０_filter－Ｐｉ_filter＞βの条件が満たされるか否かを判断する（Ｓ１３５）。この条件が満たされない場合は（Ｓ１３５でＮｏ）、今回のモニタ強度Ｐｉ_filterがはじめのモニタ強度Ｐ０_filterと比較して閾値βを超えるほど低下していないことを意味する。この場合は、同じ方向にステップＳ１３３～Ｓ１３５を繰り返す。フィルタ透過光の変動の判断に用いる閾値βは、閾値αと同じであっても異なっていてもよい。

【0062】

ステップＳ１３５でＰ０_filter－Ｐｉ_filter＞βの条件が満たされる場合は、モニタ光の強度が初期値に比べ許容以上に低下したことになり、制御を逆方向、すなわちｉ＝ｉ＋１に切り替えて（Ｓ１３６）、フィルタ中心波長を長波長側にシフトさせる制御を行う（Ｓ１３７）。ステップＳ１３７の処理の詳細は、図１０を参照して後述する。

【0063】

長波長側へのフィルタ中心波長のシフト後に、ＰＤ１６のモニタ光強度Ｐｉ_filterを取得し、Ｐ０_filter－Ｐｉ_filter＞βの条件が満たされるか否かを判断する（Ｓ１３８）。条件が満たされない場合は（Ｓ１３８でＮｏ）、同じ制御方向でステップＳ１３６～Ｓ１３８を繰り返す。

【0064】

ステップＳ１３８でＰ０_filter－Ｐｉ_filter＞βの条件が満たされる場合は、反対方向でもモニタ光の強度が急激に低下したことを意味する。この場合、得られた測定値の中から、光強度が最大となる温度（Ｔ_max）を探索し（Ｓ１３９）、ヒータ温度Ｔ_heatをＴ_maxに設定して（Ｓ１４０）、処理を終了する。

【0065】

ステップＳ１３１～Ｓ１３８は、フィルタ中心波長を最適位置に設定するための測定値の取得プロセスである。ステップＳ１３９～Ｓ１４０は、モニタ光強度が最大となるフィルタ中心波長の設定プロセスである。

【0066】

図９は、図８のステップＳ１３４（短波長側へのシフト）の詳細フローである。ＳＯＡ１４の入力側でＰＤ１２によるモニタ光の強度Ｐ０_inを測定し、メモリ２５に記録する（Ｓ１３４１）。

【0067】

次に、着目しているリング共振器１７のヒータ温度Ｔ_heatをΔＴだけ低くして（Ｓ１３４２）、更新後の温度で、ＰＤ１２によるモニタ光の強度（Ｐ１_in）と、分波器１５の出力側のＰＤ１６のモニタ光強度（Ｐｉ_filter）を取得し、ヒータ温度と対応付けて記録する（Ｓ１３４３）。

【0068】

ＳＯＡ１４の入力側での今回のモニタ結果Ｐ１_inと前回のモニタ結果Ｐ０_inの差分または変化量が所定の閾値α未満であるか否かを判断する（Ｓ１３４４）。|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αが満たされる場合（Ｓ１３４４でＹｅｓ）、外乱の影響がないか、無視しえる程度なので、ＰＤ１６のモニタ光の強度Ｐｉ_filterを温度Ｔｉと対応付けて記録し（Ｓ１３４６）、図８のステップＳ１３５へ進む。

【0069】

ステップＳ１３４４で|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αが満たされない場合は、外乱の影響が大きいので、ヒータ温度をΔＴだけ上げて元の温度に戻し、ステップＳ１３４１～Ｓ１３４４を繰り返し、外乱の影響が収まったところで（Ｓ１３４４でＹｅｓ）、測定した透過モニタ光の強度と温度を記録する（Ｓ１３４６）。

【0070】

図１０は、図８のステップＳ１３７（長波長側へのシフト）の詳細フローである。ＳＯＡ１４の入力側でＰＤ１２によるモニタ光の強度Ｐ０_inを測定し、記録する（Ｓ１３７１）。次に、着目しているリング共振器１７のヒータ温度Ｔ_heatをΔＴだけ上げて（Ｓ１３７２）、更新後の温度で、ＰＤ１２によるモニタ光の強度（Ｐ１_in）と、分波器１５の出力側のＰＤ１６のモニタ光強度（Ｐｉ_filter）を取得し、ヒータ温度と対応付けて記録する（Ｓ１３７３）。

【0071】

ＳＯＡ１４の入力側での今回のモニタ結果Ｐ１_inと前回のモニタ結果Ｐ０_inの差分または変化量が所定の閾値α未満であるか（|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αが満たされるか否か）を判断する（Ｓ１３７４）。Ｓ１３７４の条件が満たされない場合は、外乱の影響が大きいのでヒータ温度をΔＴだけ下げて元の温度に戻し、ステップＳ１３７１～Ｓ１３７４を繰りかえす。|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αが満たされる場合は（Ｓ１３７４でＹｅｓ）、ＰＤ１６のモニタ光の強度Ｐｉ_filterを温度Ｔｉと対応付けて記録し（Ｓ１３７６）、図８のステップＳ１３８へ進む。

【0072】

このように、波長フィルタの中心波長を変動させる際に、ＳＯＡ１４への入射光の強度またはパワーをモニタして、波長シフトの前後で入射光に大きな強度変化がある場合は、そのような外乱の影響が収まってから波長制御を行う。これにより波長フィルタの通過帯域を狭くしてＡＳＥ光雑音を低減し、かつ光通信の品質を維持することができる。

【0073】

図１１は、運用中の波長フィルタ制御の別の例の概念図である。この方式は、透過光の強度をモニタしながら、波長フィルタの中心波長を、初期位置からΔλずつ長波長側または短波長側に振って、モニタ強度が増大する方向を選択することで、フィルタ中心波長を透過光の波長に近づける。

【0074】

図１１の（ａ）の初期状態では、透過光の波長が、波長フィルタの通過帯域の中心から長波長側にシフトしている。逆にいうと、波長フィルタの中心波長が透過光の波長よりも短波長側にずれている。

【0075】

初期状態（ａ）からの制御の方向は未知であるため、処理（ｂ）のように、波長フィルタの通過帯域の中心波長をΔλだけいずれかの方向、たとえば短波長側に移動する。処理（ｃ）で、モニタの結果、フィルタ透過光の強度が低下したため、波長フィルタの中心波長を、Δλだけ長波長側にシフトさせてもとの波長位置に戻す。

【0076】

処理（ｄ）で、今度は、波長フィルタの中心波長をΔλだけ長波長側にシフトさせる。処理（ｅ）で、モニタの結果、モニタ光の強度が増加したので調整を終了する。図１１の処理は、たとえば運用中に一定時間間ごとに行って、波長フィルタの中心波長を波長ずれに追従させる。

【0077】

図１２は、図１１の制御の概念を具体的に表わすフローチャートである。このフローは制御ＩＣ２０によって、すべてのフィルタ出力に対して行われる。まず、ＳＯＡ１４の前段のＰＤ１２のモニタ光強度と、分波器１５の後段のＰＤ１６のモニタ光強度を取得し、それぞれＰ０_inとＰ０_filterとして記録する（Ｓ１５１）。

【0078】

着目している波長フィルタ（この例ではリング共振器１７）の中心波長をΔλだけ短波長側にシフトさせる。これは、たとえば、リング共振器１７に設けられているヒータ１９の温度をΔＴだけ下げることで実現される（Ｓ１５２）。更新後のヒータ温度Ｔ_heatはＴ-ΔＴで表される。

【0079】

更新後の温度でＳＯＡ１４への入射光の強度を測定してＰ１_inを記録し（Ｓ１５３）、入射光が|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αの条件を満たすか否かを判断する（Ｓ１５４）。条件が満たされない場合は（Ｓ１５４でＮｏ）、今回の入射光の強度が閾値α以上に大きく変動していることを意味する。この場合は、ヒータ温度をΔＴだけ上げて、波長フィルタの中心波長をもとの波長位置に戻し（Ｓ１５５）、Ｓ１５４の条件が満たされるまで、Ｓ１５１～Ｓ１５４を繰り返す。

【0080】

ステップＳ１５４で|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αの条件が満たされる場合は、外乱の影響が無視できる程度なので、更新後の温度で（Δλのシフト後）、フィルタ透過光の強度を測定し、Ｐ１_filterを記録する（Ｓ１５６）。

【0081】

Δλのシフト後の透過光の強度Ｐ１_filterがシフト前の透過光の強度Ｐ０_filterから減少したか否か、すなわちＰ１_filter＜Ｐ０_filterが満たされるか否かを判断する（Ｓ１５７）。この条件が満たされる場合は（Ｓ１５７でＹｅｓ）、ヒータ温度をΔＴだけ上げて、波長フィルタの中心波長をもとの波長位置に戻してから（Ｓ１５８）、ステップＳ１５９へ進む。ステップＳ１５７で透過光のモニタ強度が低下していない場合は（Ｓ１５７でＮｏ）、直接ステップＳ１５９へ進む。

【0082】

ステップＳ１５９で、ＰＤ１２とＰＤ１６のモニタ光強度を取得し、それぞれＰ０inとＰ０_filterとして記録する。着目している波長フィルタの中心波長を、Δλだけ逆方向、すなわち長波長側にシフトさせる。これは、たとえば、リング共振器１７に設けられているヒータ１９の温度をΔＴだけ上げることで実現される（Ｓ１６０）。

【0083】

更新後の温度でＳＯＡ１４への入射光の強度を測定してＰ１_inを取得し、入射光が|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αの条件を満たすか否かを判断する（Ｓ１６２）。条件が満たされない場合は（Ｓ１６２でＮｏ）、入射光の強度が閾値α以上に大きく変動していることを意味し、ヒータ温度をΔＴだけ下げて、波長フィルタの中心波長をもとの波長位置に戻す（Ｓ１６３）。ステップＳ１６２の条件が満たされるまで、Ｓ１５９～Ｓ１６２を繰り返す。

【0084】

ステップＳ１６２で|Ｐ０_in－Ｐ１_in|＜αの条件が満たされる場合は、外乱の影響が無視できる程度なので、更新後の温度でフィルタ透過光の強度Ｐ１_filterを取得し（Ｓ１６４）、Ｐ１_filter＜Ｐ０_filterが満たされるか否かを判断する（Ｓ１６５）。この条件が満たされる場合は（Ｓ１６５でＹｅｓ）、ヒータ温度をΔＴだけ下げて、波長フィルタの中心波長をもとの波長位置に戻してから（Ｓ１６６）、次の処理サイクルまで待機する（Ｓ１６７）。ステップＳ１６５で透過光のモニタ強度が低下していない場合は、そのままステップＳ１６７へ進んで、次の処理サイクルまで（時間ｔだけ）、待機する。

【0085】

この方法により、光モジュール１０の運用中に、分波器１５の透過特性を信号光の波長変動に追従させることができ、帯域幅が１～３ｎｍの狭帯域フィルタを実現できる。波長フィルタを狭帯域化してＡＳＥ雑音を低減し、かつ光通信の品質劣化を抑制することができる。

【0086】

＜第２実施形態＞
図１３は、第２実施形態の光モジュール１０Ｂの模式図である。光モジュール１０Ｂでは、光増幅の前に受信光を短波長側と長波長側に分割し、それぞれ増幅特性の異なるＳＯＡ１４－１とＳＯＡ１４－２に入射する。各ＳＯＡへ入射する波長数が半分になり、狭帯域のＳＯＡ１４－１、１４－２を用いることができる。

【0087】

光モジュール１０Ｂは、波長分離プラットフォーム１３Ｂ、制御ＩＣ２０、ＰＤ１２、及びＰＤ１６－１～１６－ｍ（この例では、ｍ＝４）を有する。波長分離プラットフォーム１３Ｂの前段に、ＶＯＡ１１（図２参照）が配置されていてもよい。

【0088】

波長分離プラットフォーム１３Ｂは、同一基板上に実装された波長フィルタ３１と、ＳＯＡ１４－１及びＳＯＡ１４－２と、分波器１５を有する。分波器１５を第１の波長フィルタ、波長フィルタ３１を第２の波長フィルタと呼んでもよい。波長フィルタ３１と、ＳＯＡ１４－１、及びＳＯＡ１４－２は、ＴＥＣ１８によって温度制御されている。

【0089】

波長フィルタ３１は、たとえば、入射光に含まれる波長（図１３の例ではλ０、λ１、λ２、λ３）のうち、短波長側の波長成分（たとえばλ０とλ１）をＳＯＡ１４－１に出力し、長波長側の波長成分（たとえばλ２とλ３）をＳＯＡ１４－２に出力する。図１３の例では、波長フィルタ３１としてリング共振器の配列を用いているが、この例に限定されず、アレイ導波路グレーティング（ＡＷＧ）で形成してもよい。

【0090】

ＳＯＡ１４－１で一括増幅された波長成分は、光導波路１６１を伝搬し、リング共振器１７－１で波長λ０が選択され、光導波路１６３からＰＤ１６－１に入射する。光導波路１６１を直進してリング共振器１７－２で選択された波長λ１は、光導波路１６４からＰＤ１６－２に入射する。

【0091】

ＳＯＡ１４－２で一括増幅された波長成分は、光導波路１６２を伝搬し、リング共振器１７－４で波長λ３が選択され、光導波路１６６からＰＤ１６－４に入射する。光導波路１６２を直進してリング共振器１７－３で選択された波長λ２は、光導波路１６５からＰＤ１６－３に入射する。

【0092】

ＰＤ１６－１～１６－４で受光された光は、それぞれ制御ＩＣ２０Ｂでパワー検出される。一方、波長分離プラットフォーム１８の入力側で入射光の一部が分岐されてＰＤ１２で受光される。ＰＤ１２の出力ＰＤ_inは、制御ＩＣ２０Ｂでパワー検出され、分波器１５の各通過帯域の中心波長の制御に用いられる。

【0093】

第１実施形態と同様に、起動時と運用時の双方で、ＰＤ１２の出力がフィルタ通過帯域の中心波長の制御に用いられる。すなわち、入射光に対する外乱の影響を低減して、波長フィルタの中心波長を波長変動に正確に追従させる。分波器１５の各リング共振器１７の通過帯域幅を１ｎｍ程度に設定した場合でも、波長追従制御の誤判断や、信号波長が帯域外にずれることによる通信不通を防止することができる。

【0094】

図１３Ｂの構成により、ＳＯＡ１４－１、１４－２で増幅できる利得帯域幅が小さい場合でも、複数のＳＯＡ１４を用いることで広い波長域でＷＤＭを行うことができる。第１実施形態の構成と比べて、ＳＯＡ１４の前段に第２の波長フィルタ３１を挿入しても、シリコンフォトニクス技術で作製される波長フィルタ３１のサイズは小さく、光モジュール１０Ｂのサイズに対する影響は少ない。

【0095】

なお、入射光の波長帯を大まかに分離する第２の波長フィルタ３１は、複数のリング共振器の配列に限定されず、アレイ導波路グレーティング（ＡＷＧ）を用いてもよい。第１段階でのラフな波長分割は、２分割に限定されず、３分割、４分割等であってもよい。ラフな分割数に対応する数のＳＯＡを用いて、複数の波長が含まれる光成分をそれぞれ一括増幅する。

【0096】

入射光に含まれる波長数は４波長に限定されず、任意の多重数（ｍ波長）のＷＤＭ信号を取り扱うことができる。たとえば、１６波長のＷＤＭ信号を、４つのグループにラフ分割して４つのＳＯＡ１４で各光成分をそれぞれ一括増幅したあとに、ＳＯＡ１４に光学的に接続される分波器１５で各波長の光を分離してもよい。

【0097】

＜他の光モジュールの例＞
図１４は、パッケージ化された光モジュール１０Ｃの概略図である。光モジュール１０Ｃにおいて、ＳＯＡ１４が内蔵された波長分離プラットフォーム１３と、複数のＰＤ１６と、ＳＯＡ１４への入射光をモニタするＰＤ１２と、制御ＩＣ２０と、ＴＩＡ（トランスインピーダンスアンプ）を含む電気回路５２が、パッケージ５１内に配置されている。

【0098】

波長分離プラットフォーム１３は、シリコンフォトニクス技術で形成された分波器１５とＳＯＡ１４を同一基板に実装しており、レンズレスで小型化が可能である。複数のＰＤ１６と電気回路５２、及び制御ＩＣ２０を収容するスペースの光軸方向の長さを５ｍｍ程度としても、レセプタクル５３を含む光モジュール１３Ｃの全長Ｌを２０ｍｍ以下に抑えることができる。

【0099】

上述したフィルタ中心波長の可変制御により、分波器１５の透過帯域幅を３ｎｍ、１ｎｍ程度に設計することができ、一括増幅により発生するＡＳＥ光雑音を十分に除去することができる。

【0100】

図１５は、実施形態の効果を示す図である。実施形態のフィルタ中心波長の制御により分波器１５の帯域幅を１ｎｍ～３ｎｍに狭くすることができ、入射光を一括増幅する際に生じるＡＳＥ光雑音を低減することができる。

【0101】

図１５の左図は、誘電体多層膜とミラーを組み合わせた従来の分波器（ＤＥＭＵＸ）のビットエラーレート（ＢＥＲ）を示す。従来の分波器の帯域幅（ＢＷ）は７ｎｍ程度である。中央は、フィルタ帯域幅を３ｎｍに設計した実施形態の分波器１５のＢＥＲ、右図はフィルタ帯域幅を１ｎｍに設計した実施形態の分波器１５のＢＥＲである。

【0102】

同じＯＳＮＲ（光信号対雑音比）の入射信号光に対して、帯域幅を狭くすることでＢＥＲを低減できることがわかる。現在のＯＳＮＲの実用領域は１７～１８ｄＢであり、帯域幅が７ｎｍの従来のフィルタでは、ＢＥＲに対するマージンがほとんどない。帯域幅を３ｎｍにすることで、ＯＳＮＲが１８ｄＢの受信光信号に対して、ＢＥＲを従来構成から１桁小さくすることができ、帯域幅を１ｎｍにすることで、ＢＥＲを従来構成から２桁小さくすることができる。

【0103】

本発明は、上述した特定の実施例に限定されず、多様な変形例が可能である。たとえば分波器１５のフィルタ中心波長は、ヒータ方式の制御に替えて、電流注入によるキャリア効果を利用した屈折率変化により制御してもよい。

【0104】

実施形態では、図示の便宜上、図１６（Ａ）のように一つのリング共振器１７でリング型フィルタを形成していたら、図１６（Ｂ）のように、複数のリング共振器１７ａ、１７ｂを用いてリング型フィルタを形成してもよい。

【0105】

ＰＤ１２とＰＤ１６を、たとえばゲルマニウム（Ｇｅ）の選択成長により、波長分離プラットフォーム１３に形成してもよい。受光素子としてＧｅ－ＰＤを用いる場合は、第２実施形態（図１３）の構成で、波長フィルタ３１とＳＯＡ１４－１の間、及び波長フィルタ３１とＳＯＡ１４－２の間から光導波路を分岐させて、Ｇｅ－ＰＤでＳＯＡ１４－１と１４－２への入射光をモニタする構成としてもよい。

【0106】

入射光における外乱の影響の判断と、透過光のモニタパワーの変動の判断に、それぞれ個別に閾値αと閾値βを設定することができるので、フィルタ透過光をモニタするＰＤ１６として化合物半導体のＰＤアレイを用い、ＳＯＡ１４－１及び１４－２への入射光をモニタするＰＤ１２をＧｅ－ＰＤとしてもよい。

【0107】

以上の説明に対し、以下の付記を呈示する。
（付記１）
複数の波長が多重された光信号を増幅する光増幅器と、
前記光増幅器により増幅された前記光信号から、前記複数の波長を分離する分波器と、
前記光増幅器の入力側で前記光信号をモニタする第１の光検出器と、
前記分波器の出力側で、前記複数の波長のそれぞれをモニタする第２の光検出器と、
前記第１の光検出器の出力と、前記第２の光検出器の出力に基づいて、前記分波器のフィルタ中心波長を制御する制御回路と、
を有することを特徴とする光モジュール。
（付記２）
前記光増幅器と前記分波器は同一の基板に実装されていることを特徴とする付記１に記載の光モジュール。
（付記３）
前記分波器は、シリコン光導波路で形成されるフィルタ素子を有し、
前記制御回路は、前記シリコン光導波路の屈折率を制御して前記フィルタ中心波長を制御することを特徴とする付記１または２に記載の光モジュール。
（付記４）
前記光増幅器の入力側に配置され、前記光信号の帯域を大まかに分割する波長フィルタ、
をさらに有し、
前記光増幅器は、分割された前記帯域の信号光成分のそれぞれに設けられることを特徴とする付記１～３のいずれかに記載の光モジュール。
（付記５）
前記第１の光検出器は、前記波長フィルタの入力側に接続されることを特徴とする付記４に記載の光モジュール。
（付記６）
前記第１の光検出器は、前記波長フィルタと前記光増幅器の間に接続されることを特徴とする付記４に記載の光モジュール。
（付記７）
前記第１の光検出器は、前記光増幅器及び前記分波器と同じ基板に実装されていることを特徴とする付記６に記載の光モジュール。
（付記８）
前記第１の光検出器はゲルマニウムフォトダイオードであることを特徴とする付記７に記載の光モジュール。
（付記９）
複数の波長が多重された光信号を増幅する光増幅器と、前記光増幅器により増幅された前記光信号から前記複数の波長を分離する分波器とを有する光モジュールの制御方法において、
前記光増幅器の入力側で前記光信号をモニタして第１のモニタパワーを測定し、
前記分波器の出力側で、前記複数の波長のそれぞれをモニタして第２のモニタパワーを測定し、
前記第１のモニタパワーと前記第２のモニタパワーに基づいて、前記分波器のフィルタ中心波長を調整することを特徴とする制御方法。
（付記１０）
前記第１のモニタパワーの変動量が第１の閾値に達するか前記第１の閾値を超えたときに、前記フィルタ中心波長を従前の波長位置に戻し、前記第１のモニタパワーの前記変動量が前記第１の閾値よりも小さくなったときに、前記第２のモニタパワーの最新の測定値に基づいて、前記フィルタ中心波長を調整する、
ことを特徴とする付記９に記載の制御方法。
（付記１１）
前記フィルタ中心波長は、前記分波器の共振器に設けられるヒータの温度を制御することによって調整され、
前記第１のモニタパワーの前記変動量が前記第１の閾値に達するか前記第１の閾値を超えたときは、前記ヒータの温度を従前の温度に戻し、前記第１のモニタパワーの前記変動量が前記第１の閾値よりも小さくなったときに、前記第２のモニタパワーの最新の測定値に基づいて、前記ヒータの温度を制御することを特徴とする付記１０に記載の制御方法。
（付記１２）
前記フィルタ中心波長の制御は前記光モジュールの起動時に行われ、
前記フィルタ中心波長は、フィルタ帯域全体をスイープして、前記第２のモニタパワーが最大となる波長に設定されることを特徴とする付記９～１１のいずれかに記載の制御方法。
（付記１３）
前記フィルタ中心波長の制御は前記光モジュールの起動時に行われ、
前記フィルタ中心波長は、フィルタ帯域の端部からスイープして前記第２のモニタパワーが極大となる波長に設定されることを特徴とする付記９～１１のいずれかに記載の制御方法。
（付記１４）
前記フィルタ中心波長の制御は、前記光モジュールの運用中に行われ、
前記フィルタ中心波長の位置を初期位置から短波長側と長波長側に所定のステップサイズでシフトさせ、前記第２のモニタパワーが最大となる波長位置に設定されることを特徴とする付記９～１１のいずれかに記載の制御方法。
（付記１５）
前記フィルタ中心波長の制御は、前記光モジュールの運用中に行われ、
前記フィルタ中心波長の位置を初期位置から短波長側と長波長側に所定のステップサイズでシフトさせ、前記第２のモニタパワーの今回の測定値が前回の測定よりも小さくなったときに前回の波長位置に戻して一定時間、待機することを特徴とする付記９～１１のいずれかに記載の制御方法。

【符号の説明】

【0108】

１０、１０Ａ～１０Ｃ 光モジュール
１２ ＰＤ（第１の光検出器）
１３ 波長分離プラットフォーム
１４、１４－１、１４－２ ＳＯＡ
１５ 分波器
１６、１６－１～１６－ｍ ＰＤ（第２の光検出器）
１７、１７－１～１７－４ リング共振器（フィルタ素子）
１９、１９－１～１９－４ ヒータ
２０ 制御ＩＣ（制御回路）
２１ パワー検出部
２２ パワー検出部
２３ 演算部
２４、２４Ａ 制御部
２５ メモリ
５１ パッケージ
５２ 電気回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】