知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2025-03-26
(45)【発行日】2025-04-03
(54)【発明の名称】制御装置および制御方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/516 20130101AFI20250327BHJP
G02F 1/01 20060101ALI20250327BHJP
【ＦＩ】
H04B10/516
G02F1/01 B
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020019439
(22)【出願日】2020-02-07
(65)【公開番号】P2021125835
(43)【公開日】2021-08-30
【審査請求日】2022-11-01
(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】100094525
【弁理士】
【氏名又は名称】土井 健二
(74)【代理人】
【識別番号】100094514
【弁理士】
【氏名又は名称】林 恒徳
(72)【発明者】
【氏名】山端 徹次
(72)【発明者】
【氏名】森下 剛
【審査官】対馬 英明
(56)【参考文献】
【文献】特開平０３－１７５７５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１５９７４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１１７７２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】KIM, M. H. et al.，A Mach-Zehnder Modulator Bias Controller Based on OMA and Average Power Monitoring，Photonics Technology Letters，米国，IEEE，2017年12月，VOL. 29, NO. 23，pages 2043-2046
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １０／００－１０／９０
Ｈ０４Ｊ １４／００－１４／０８
Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５
Ｇ０２Ｆ １／２１－７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１部分および前記第１部分とは異なる第２部分を含む領域からの出力が、前記第１部分の状態および前記第２部分の状態に応じて変化する装置を制御する制御装置（ただし、レーザダイオードの変調電流を制御する装置を除く）であって、前記出力に応じて変化するモニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第１出力を変化させた後、変化させた前記第１出力を保持する第１サンプル・ホールド処理を行う第１保持部と、
前記第１保持部とは異なる保持部であって前記モニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第２出力を変化させた後、変化させた前記第２出力を保持する第２サンプル・ホールド処理を行う第２保持部と、
前記第１部分の状態を一定に保ちながら前記第１保持部に前記第１サンプル・ホールド処理を行わせた後に前記第１部分の状態を変更し、変更させた前記第１部分の状態を保ちながら前記第２保持部に前記第２サンプル・ホールド処理を行わせ更に、前記第１保持部が保持する前記第１出力の強度と前記第２保持部が保持する前記第２出力の強度との差分に基づいて、前記第１部分の状態および前記第２部分の状態の制御（ただし、変調された光を出力する前記領域で行われる処理であって、前記光がされた変調は除く）を行う制御部とを有し、
前記変更は、前記第１部分の状態が変更される前後の前記出力の変化が促進されるように、前記第１部分の状態と共に前記第２部分の状態を変更する処理である
制御装置。
【請求項2】
第１部分を含む領域からの出力が、前記第１部分の状態に応じて変化する装置を制御する制御装置であって、前記出力に応じて変化するモニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第１出力を変化させた後、変化させた前記第１出力を保持する第１サンプル・ホールド処理を行う第１保持部と、
前記第１保持部とは異なる保持部であって前記モニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第２出力を変化させた後、変化させた前記第２出力を保持する第２サンプル・ホールド処理を行う第２保持部と、
前記第１部分の状態を一定に保ちながら前記第１保持部に前記第１サンプル・ホールド処理を行わせた後に前記第１部分の状態を変更し、変更させた前記第１部分の状態を保ちながら前記第２保持部に前記第２サンプル・ホールド処理を行わせ更に、前記第１保持部が保持する前記第１出力の強度と前記第２保持部が保持する前記第２出力の強度との差分が略ゼロとなるように、前記第１部分の状態を制御する制御部とを有する
制御装置。
【請求項3】
前記変更前の前記出力の強度と前記変更後の前記出力の強度の平均値が、前記出力の強度の目標値に近づくように、前記制御部の処理が繰り返されることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項4】
第１部分および前記第１部分とは異なる第２部分を含む領域からの出力が、前記第１部分の状態および前記第２部分の状態に応じて変化する装置の制御方法（ただし、レーザダイオードの変調電流を制御する制御方法を除く）であって、前記第１部分の状態を一定に保ちながら前記出力の強度に応じて変化する第１信号を生成し生成した前記第１信号を保持した後に前記第１部分の状態を変更し、変更された前記第１部分の状態を一定に保ちながら、前記出力の強度に応じて変化する第２信号を生成し生成した前記第２信号を保持し更に、保持された前記第１信号の強度と保持された前記第２信号の強度の差分に基づいて、前記第１部分の状態および前記第２部分の状態の制御（ただし、変調された光を出力する前記領域で行われる処理であって、前記光がされた変調は除く）を行い、
前記変更は、前記第１部分の状態が変更される前後の前記出力の変化が促進されるように、前記第１部分の状態と共に前記第２部分の状態を変更する処理である
制御方法。
【請求項5】
第１部分を含む領域からの出力が、前記第１部分の状態に応じて変化する装置の制御方法であって、前記第１部分の状態を一定に保ちながら前記出力の強度に応じて変化する第１信号を生成し生成した前記第１信号を保持した後に前記第１部分の状態を変更し、変更された前記第１部分の状態を一定に保ちながら、前記出力の強度に応じて変化する第２信号を生成し生成した前記第２信号を保持し更に、保持された前記第１信号の強度と保持された前記第２信号の強度の差分が略ゼロとなるように、前記第１部分の状態を制御する
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
バイアスにより出力が変化するデバイス（例えば、マッハツェンダ型変調器）は、バイアスが制御された状態で使用される。バイアスの制御は、周波数が入力信号より低く且つ振幅が入力信号より小さい正弦波（所謂、ディザ信号）が重畳されたバイアスへのデバイスの応答に基づいて行われる。この技術では、ディザ信号と同じ周波数で振動する信号（以下、ディザ成分と呼ばれる）をデバイスの出力から抽出して、抽出したディザ成分に基づいてバイアスを制御する。ディザ成分の抽出には、バンドパスフィルタが用いられる。
【0003】
バイアス制御のための回路を小型化するため、正弦波の代わりに矩形波が重畳されたバイアスへの応答に基づいて、バイアスを制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。この技術では、矩形波と同じ周波数で振動する信号をデバイスの出力から抽出し、抽出した信号に基づいてバイアスを制御する。矩形波と同じ周波数で振動する信号の抽出には、アナログ・デジタル変換回路、デジタル・アナログ変換回路およびスイッチ回路等の回路が多用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１６－１１１３９８号公報
【文献】米国特許第９６８６０１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
バンドパスフィルタに含まれるキャパシタは、小型化が困難なデバイスである。このため、ディザ成分の抽出に用いられるバンドパスフィルタも小型化が困難である。一方、バイアスが制御されるデバイス（例えば、マッハツェンダ型変調器）は、技術革新（例えば、シリコンフォトニクス）により小型化している。
【0006】
このため、ディザ信号を用いるバイアス制御装置は、制御対象のデバイスに比べ相対的に大型化している。付言するならば、シリコンフォトニクスにより製造されるデバイスはバイアス変化への応答が遅いため、このデバイスからディザ信号を抽出するバンドパスフィルタのキャパシタは大型化している。
【0007】
特許文献１および２では、バイアス制御回路を小型化する技術が提案されている。しかし特許文献１および２の技術は、アナログ・デジタル変換回路等を多用するので、バイアス制御回路を十分に小型化することはできない。
【0008】
そこで本発明は、このような問題を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
一つの実施の形態では、制御装置は、第１部分を含む領域からの出力が前記第１部分の状態に応じて変化する装置を制御する制御装置であって、前記出力に応じて変化するモニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第１出力を変化させた後、変化させた前記第１出力を保持する第１サンプル・ホールド処理を行う第１保持部と、前記第１保持部とは異なる保持部であって前記モニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第２出力を変化させた後、変化させた前記第２出力を保持する第２サンプル・ホールド処理を行う第２保持部と、前記第１部分の状態を一定に保ちながら前記第１保持部に前記第１サンプル・ホールド処理を行わせた後に前記第１部分の状態を変更し、変更させた前記第１部分の状態を保ちながら前記第２保持部に前記第２サンプル・ホールド処理を行わせ更に、前記第１保持部が保持する前記第１出力の強度と前記第２保持部が保持する前記第２出力の強度との差分に基づいて、前記第１部分の状態を制御する制御部とを有する。
【発明の効果】
【0010】
一つの側面では、本発明によれば、マッハツェンダ型変調器等のバイアスを制御する制御装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。図面が異なっても同じ構造を有する部分等には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0013】
【0014】
図１に示されるように、実施の形態１の制御装置２は、第１保持部６ａ、第２保持部６ｂ、差動部８、および制御部１０を有する。第１保持部６ａおよび第２保持部６ｂは、例えばサンプル・ホールド回路により実現される。制御部１０は例えば、集積回路等により実現される。
【0015】
図１には、制御装置２が制御する装置１２も示されている。装置１２は例えば、マッハツェンダ型変調器(Mach-Zehnder Modulator)が形成された領域１４（以下、制御領域と呼ばれる）を有する。装置１２は更に、モニタ部４を有する。モニタ部４は例えば、フォトダイオードと抵抗により実現される。
【0016】
（２）動作
図２は、制御装置２の動作を説明する図である。
図２は、制御装置２の動作を説明する図である。
【0017】
装置１２の制御領域１４は、第１部分１８ａを含む。制御領域１４からの出力１６の強度（以下、制御量と呼ばれる）は、第１部分１８ａの状態に応じて変化する。第１部分１８ａは例えば、マッハツェンダ型変調器の光導波路（所謂、アーム）の近傍に配置されたヒータ（例えば薄膜ヒータ）である。第１部分１８ａの状態とは例えば、第１部分１８ａの物理量（例えば、温度、キャリア密度、電界、位置、サイズ等）により定量化可能な状態のことである。実施の形態２で説明する第２部分の状態についても、同様である。
【0018】
例えば第１部分１８ａがヒータの場合、「第１部分の状態」とは、１００℃に加熱されたヒータの状態や１２０℃に加熱されたヒータの状態のことである。
【0019】
装置１２は、制御領域１４の出力１６をそのまま出力してもよい。或いは、装置１２は、制御領域１４の出力１６を一旦処理（例えば、変調、合波、分岐等）してから出力してもよい。
【0020】
モニタ部４は、制御領域１４の出力１６の強度（すなわち、制御量）に応じて変化するモニタ信号１７を生成する。モニタ部４は例えば、制御領域１４の出力１６から分岐される分岐光２０からモニタ信号１７を生成する。モニタ信号１７は、第１保持部６ａおよび第２保持部６ｂに入力される。
【0021】
モニタ信号１７は、モニタ部４以外の回路により生成されてもよい。例えば制御装置２内の回路（例えば、電流-電圧変換回路）が、分岐光２０が入力された光検出器の出力（すなわち、光電流）からモニタ信号１７を生成してもよい。
【0022】
第１保持部６ａは、入力されたモニタ信号１７の強度に応じてその出力２２ａ（以下、第１出力と呼ばれる）を変化させた後、変化させた第１出力２２ａの強度を保持する処理（以下、第１サンプル・ホールド処理と呼ばれる）を行う。第２保持部６ｂは、モニタ信号１７の強度に応じてその出力２２ｂ（以下、第２出力と呼ばれる）を変化させた後、変化させた第２出力２２ｂの強度を保持する処理（以下、第２サンプル・ホールド処理と呼ばれる）を行う。
【0023】
差動部８は、第１保持部６ａが保持する第１出力２２ａの強度と第２保持部６ｂが保持する第２出力２２ｂの強度との差分に応じてその出力２４を変化させる。すなわち、差動部８の出力２４（以下、差動出力と呼ばれる）は、第１出力２２ａの強度と第２出力２２ｂの強度との差分に応じて変化する。
【0024】
制御部１０は、第１部分１８ａの状態を一定（例えば、温度Ｔ１の状態）に保ちながら第１保持部６ａに第１サンプル・ホールド処理を行わせその後、第１部分１８ａの状態を別の状態（例えば、温度Ｔ２（≠Ｔ１）の状態）に変更する。制御部１０はその後、第１部分１８ａの状態を上記別の状態に保ちながら第２保持部６ｂに上記第２サンプル・ホールド処理を行わせる。
【0025】
制御部１０はその後、差動部の８の差動出力２４に基づいて、第１部分１８ａの状態（例えば、温度）を制御する。例えば、差動出力２４の絶対値が許容値より大きい場合には、差動出力２４の符号に応じて第１部分１８ａの温度を増加または減少させる。
【0026】
制御部１０は、制御領域１４の出力１６の強度の平均値が出力１６の目標値に近づくように、上記一連の処理を繰り返す。
【0027】
第１部分１８ａが上記ヒータの場合、マッハツェンダ型変調器のアームはヒータにより加熱されるので、ヒータの温度に応じてアームの屈折率が変化する。従って、マッハツェンダ型変調器の出力（すなわち、制御領域１４の出力１６）は、ヒータの温度（すなわち、第１部分１８ａの状態）に応じて変化する。ヒータの温度は例えば、ヒータに供給される電力により調整される。
【0028】
制御部１０は出力２６（以下、バイアスと呼ばれる）により、装置１２の第１部分１８ａの状態を制御する。制御部１０は例えば、第１部分１８ａに印加されるバイアス２６の電気量（例えば、電力、電流、電圧等）を調整して、第１部分１８ａの状態を示す物理量（例えば、温度、キャリア密度、電界、位置、サイズ等）を制御する。後述する第２部分１８ｂに印加されるバイアス２２６ｂについても同様である。
【0029】
制御領域１４の出力１６の目標値は例えば、ヌル点における出力１６（すなわち、出力１６の極小値）の強度である。しかし目標値は、ヌル点における出力１６の強度には限られない。目標点は例えば、ピーク点やクワッド（Quadrature）点における出力１６の強度であってもよい。
【0030】
モニタ信号１７は例えば、アナログ信号（例えば、電圧または電流）である。第１出力２２ａ、第２出力２２ｂ、および差動出力２４についても、同様である。
【0031】
図３～４は、制御部１０による制御の一例を示す図である。縦軸は、制御領域１４の出力１６の強度（すなわち、制御量）である。横軸は、バイアス２６の強度である。図５～６の縦軸および横軸についても、同様である。図３～４には、出力１６がマッハツェンダ型変調器の出力である場合が示されている。この場合、出力１６は周期的に変化するが、図３～４にはヌル点３２の近傍のみが示されている。
【0032】
図３の下部には、バイアス２６の時間変化ＴＣ２６（以下、バイアス時間変化と呼ばれる）が示されている。縦方向の位置は、時刻を示している。上側の位置は、下側の位置より遅い時刻を示している。横方向の位置は、バイアス２６の強度を示している。図４～６の下部に示される時間経過についても、同様である。
【0033】
図３の右部には、制御領域１４の出力１６の時間変化ＴＣ１６が示されている。横方向の位置は、時刻を示している。右側の位置は、左側の位置より遅い時刻を示している。図４～６の右部に示される時間経過についても、同様である。
【0034】
図３には、バイアス時間変化ＴＣ２６の矩形波部分２７の中心３４とヌル点３２のバイアス値１３２が略一致する場合が示されている。制御部１０は先ず、バイアス２６の強度を一定値ＰI－に保ちながら、第１保持部６ａに第１サンプル・ホールド処理を行わせる。すると、第１保持部６ａの第１出力２２ａの強度は一定値Ｉ１に変化し、そのまま一定値Ｉ１に保持される。
【0035】
制御部１０はその後バイアス２６の強度をＰI－とは異なるＰI＋に変更し、バイアス２６の強度をＰI＋に保ちながら、第２保持部６ｂに第２サンプル・ホールド処理を行わせる。すると、第２保持部６ｂの第２出力２２ｂの強度は一定値Ｉ２に変化し、そのまま一定値Ｉ２に保持される。
【0036】
図３に示すように、バイアス時間変化ＴＣ２６の矩形波部分２７の中心３４とヌル点３２のバイアス値１３２が略一致する場合、バイアス２６が変更される前の出力１６の強度Ｉａ（ここでは、Ｉ１）と変更後の強度Ｉｂ（ここでは、Ｉ２）は略一致する。従って、差動部８の差動出力２４は略ゼロになる。
【0037】
図４には、バイアス時間変化ＴＣ２６の矩形波部分２７の中心３４とヌル点３２におけるバイアス値１３２が一致しない場合が示されている。制御部１０はバイアス２６を一定値ＰII－に保ちながら、第１保持部６ａに第１サンプル・ホールド処理を行わせる。すると、第１保持部６ａの第１出力２２ａの強度は一定値Ｉ３に変化し、そのまま一定値Ｉ３に保持される。
【0038】
制御部１０はその後バイアス２６の強度をＰIＩ－とは異なるＰIＩ＋に変更し、バイアス２６の強度をそのままＰIＩ＋に保ちながら、第２保持部６ｂに第２サンプル・ホールド処理を行わせる。すると、第２保持部６ｂの第２出力２２ｂの強度は一定値Ｉ４に変化し、そのまま一定値Ｉ４に保持される。
【0039】
図４に示すように、バイアス時間変化ＴＣ２６の矩形波部分の中心３４とヌル点３２におけるバイアス値１３２が一致しない場合、バイアス２６が変更される前の制御領域１４の出力１６の強度Ｉａと変更後の強度Ｉｂは一致しない。このため、差動出力２４の絶対値は、図３を参照した場合より大きくなる。
【0040】
このような場合、制御部１０は差動出力２４の絶対値が小さくなるように、バイアス時間変化ＴＣ２６の中心３４（すなわち、バイアス２６の平均値）を変更する。例えば図４に示す例では制御部１０は、バイアス時間変化ＴＣ２６の中心３４が減少するように、バイアス２６を制御する。
【0041】
制御部１０による上記処理が繰り返されることで、最終的には差動出力２４は略ゼロになり、バイアス時間変化ＴＣ２６の中心３４は、ヌル点３２におけるバイアス値１３２に略一致する（図３参照）。
【0042】
換言するならば、制御領域１４の出力１６の平均値（＝（Ｉａ+Ｉｂ）／２）が、出力１６の極小値Ｉｍｉｎ（すなわち、出力１６の目標値）に近づくように、制御部１０の処理が繰り返される。その結果、制御領域１４の出力１６の平均値ＩＡＶが最終的には、出力１６の極小値Ｉｍｉｎに略一致する。
【0043】
（３）バンドパスフィルタを用いる制御
図５～６は、正弦波３６が重畳されたバイアス３８を用いる制御を説明する図である。ここでは、正弦波３６（以下、正弦波ディザと呼ばれる）によるマッハツェンダ型変調器のバイアス制御について考える。
図５～６は、正弦波３６が重畳されたバイアス３８を用いる制御を説明する図である。ここでは、正弦波３６（以下、正弦波ディザと呼ばれる）によるマッハツェンダ型変調器のバイアス制御について考える。
【0044】
図３～４に示された例と同様、バイアス３８はマッハツェンダ型変調器の光導波路近傍に設けられたヒータに入力される。
【0045】
マッハツェンダ型変調器のバイアス３８への応答４０（以下、ディザ応答と呼ばれる）は、バンドパスフィルタ（図示せず）に入力される。ディザ応答４０が入力されたバンドパスフィルタは、正弦波ディザ３６と同じ周波数ｆで振動する信号（以下、ディザ成分と呼ばれる）を通過させ、正弦波ディザの２倍の周波数２ｆで振動する信号は遮断する。バイアス３８は、バンドパスフィルタを通過したディサ成分に基づいて制御される。
【0046】
図５には、正弦波ディザ３６の中心４４とヌル点３２のバイアス値１３２とが略一致している場合が示されている。この場合、ディザ応答４０は、正弦波ディザ３６の周波数ｆの２倍の周波数２ｆで振動する。従ってディザ応答４０には、ディザ成分（すなわち、正弦波ディザ３６と同じ周波数ｆで振動する信号）は含まれない。
【0047】
図６には、正弦波ディザ３６の中心４４とヌル点のバイアス値１３２が一致しない場合が示されている。この場合、ディザ応答１４０は、正弦波ディザ３６と同じ周波数ｆで振動する。従って、ディザ応答１４０は、周波数ｆで振動するディザ成分を含む。
【0048】
ディザ成分はバンドパスフィルタにより抽出され、バイアス３８は抽出されたディザ成分の振幅が減少するように制御される。
【0049】
この制御は、ディザ成分の振幅が略ゼロになるまで繰り返される。その結果、最終的には正弦波ディザ３６の中心４４は、ヌル点３２のバイアス値１３２に略一致する。この時、制御領域１４の出力１６の平均値ＩＡＶは、出力１６の極小値Ｉｍｉｎに略一致する。
【0050】
ところで、バンドパスフィルタに含まれるキャパシタは、小型化が困難なデバイスである。このため、ディザ成分の抽出に用いられるバンドパスフィルタも小型化が困難である。一方、マッハツェンダ型変調器等の光デバイスは、技術革新（例えば、シリコンフォトニクス）により小型化している。
【0051】
このため、正弦波ディザ信号を用いる制御装置は、制御対象のデバイスに比べ相対的に大きくなっている。一方、図１～４を参照して説明した実施の形態１の制御装置２は、バンドパスフィルタを用いないので、容易に小型化できる。すなわち、実施の形態１によれば、マッハツェンダ型変調器等のバイアスを制御する装置（すなわち、バイアス制御装置）を小型化できる。
【0052】
ところで、ディザ成分の抽出に用いられるバンドパスフィルタは、正弦波ディザ３６の周波数ｆの倍周波数２ｆで振動する信号（すなわち、ディザ成分の高調波）を除去するだけでなく、ディザ応答４０、１４０（図５～６参照）に含まれる雑音も除去する。
【0053】
図１～４を参照して説明した制御装置２では、バイアス２６の矩形波部分２７の周波数（以下、バイアス周波数と呼ばれる）より周波数が低い低周波雑音は、差動部８における差動処理により除去される。一方、周波数がバイアス周波数より高い高周波雑音は、差動部８を通過する。このような高周波雑音は、制御部１０におけるデジタル信号処理により容易に除去できる。
【0054】
図１～２に例示された制御装置２は、差動部８を含んでいる。しかし、差動部８は省略されてもよい。この場合、制御装置２は例えば、制御部１０におけるデジタル信号処理により第１出力２２ａと第２出力２２ｂとの差分を算出し、算出した差分に基づいてバイアス２６を制御することができる。
【0055】
（４）制御方法
図７は、実施の形態１の制御方法の一例を示す図である。
図７は、実施の形態１の制御方法の一例を示す図である。
【0056】
先ず、第１部分１８ａ（図２参照）の状態を一定に保ちながら出力１６の強度に応じて変化する第１信号（すなわち、第１出力２２ａ）を生成し、生成した第１信号を保持する（ステップＳ２）。
【0057】
ステップＳ２の後、第１部分１８ａの状態を変更する（ステップＳ４）。
【0058】
ステップＳ４の後、変更された第１部分１８ａの状態を一定に保ちながら出力１６の強度に応じて変化する第２信号（すなわち、第２出力２２ｂ）を生成して、生成した第２信号を保持する（ステップＳ６）。
【0059】
ステップＳ６の後、保持された第１信号の強度と保持された第２信号の強度の差分に基づいて、第１部分１８ａの状態を制御する（ステップＳ８）。
【0060】
ステップＳ２～ステップＳ８は好ましくは、変更前の出力１６の強度と変更後の出力１６の強度の平均値が、出力１６の目標値に近づくように繰り返される。
【0061】
図１～４を参照して説明したように、実施の形態１では、制御領域１４の出力１６の強度（すなわち、制御量）に応じて変化する、第１～２保持部６ａ、６ｂの第１～２出力２２ａ，２２ｂの差分に基づいてバイアス２６が制御される。このため、バンドパスフィルタを用いないバイアス制御が可能になるので、実施の形態１によれば、マッハツェンダ型変調器等のバイアス制御装置を容易に小型化できる。
【0062】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１に類似している。従って、実施の形態１と同じ構成等については、説明を省略または簡単にする。
実施の形態２は、実施の形態１に類似している。従って、実施の形態１と同じ構成等については、説明を省略または簡単にする。
【0063】
【0064】
ただし実施の形態２では、制御装置２０２が有する制御領域２１４は、第１部分１８ａに加え第１部分１８ａとは異なる第２部分１８ｂを含む。制御領域２１４は、実施の形態１の制御領域１４（図１参照）の一例である。制御領域２１４の出力（すなわち、制御量）は、第１部分１８ａの状態および第２部分１８ｂの状態に応じて変化する。制御装置２０２の制御部２１０は、差動部８の差動出力に基づいて、第１部分１８ａの状態および第２部分１８ｂの状態を制御する。制御装置２０２は更に、モニタ信号生成部３０１を有する。
【0065】
【0066】
制御装置２０２は、トランスインピーダンス・アンプ３０２、第１サンプル・ホールド回路３０４ａ、第２サンプル・ホールド回路３０４ｂ、および差動増幅器３０６を有する。制御装置２０２は更に、デジタルコヒーレント通信用の集積回路３０８およびデジタル・アナログ変換器３１０を有する。
【0067】
図９に示す例では、集積回路３０８は、アナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する。集積回路３０８が上記機能を有さない場合には、制御装置２０２は、差動増幅器３０６の出力をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器を有してもよい。
【0068】
モニタ信号生成部３０１（図８参照）は例えば、トランスインピーダンス・アンプ３０２により実現される。モニタ信号生成部３０１は、制御領域２１４の出力２１６（後述する図１０参照）に応じて変化するモニタ信号２１７（図１０参照）を生成する。モニタ信号生成部３０１は、制御装置２０２（図８参照）の外部（例えば、装置２１２の内部や装置２１２と制御装置２０２の間）に設けられてもよい。換言するならば、トランスインピーダンス・アンプ３０２は、制御装置２０２の外部に設けられてもよい。
【0069】
第1保持部６ａ（図８参照）は、第１サンプル・ホールド回路３０４ａにより実現される。第２保持部６ｂは、第２サンプル・ホールド回路３０４ｂにより実現される。差動部８は、差動増幅器３０６により実現される。制御部２１０は、集積回路３０８およびデジタル・アナログ変換器３１０により実現される。
【0070】
制御部２１０は、差動増幅器３０６に接続されたアナログ・デジタル変換器、メモリ、メモリに結合されたＣＰＵ（Central Processing Unit），およびデジタル・アナログ変換器３１０により実現されてもよい（実施の形態３参照）。或いは、制御部２１０は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）およびデジタル・アナログ変換器３１０により実現されてもよい。
【0071】
装置２１２は、制御領域２１４に形成されたマッハツェンダ型変調器３１２および光検出器３１４を有する。マッハツェンダ型変調器３１２は例えば、シリコンフォトニクスを用いて形成された変調器である。光検出器３１４は例えば、フォトダイオードである。光検出器３１４は例えば、マッハツェンダ型変調器３１２の合波器３２０にＹ分岐器３１９を介して光学的に接続されている。
【0072】
マッハツェンダ型変調器３１２は、分岐器３１６、第１光導波路３１８ａ、第２光導波路３１８ｂ、および合波器３２０を有する。マッハツェンダ型変調器３１２は更に、第１光導波路３１８ａのコアに接続された第１電極３２２ａ、および第２光導波路３１８ｂのコアに接続された第２電極３２２ｂを有する。第１光導波路３１８ａおよび第２光導波路３１８ｂのコアは例えば、ｐｎ接合を有するシリコンである。
【0073】
マッハツェンダ型変調器３１２は更に、第１光導波路３１８ａに沿って設けられた第１ヒータ３２４ａ、および第２光導波路３１８ｂに沿って設けられた第２ヒータ３２４ｂを有する。第１ヒータ３２４ａおよび第２ヒータ３２４ｂは例えば、薄膜ヒータである。第１ヒータ３２４ａは、第１光導波路３１８ａの第１ヒータ３２４ａの隣接する部分を加熱する。第２ヒータ３２４ａは、第２光導波路３１８ｂの第２ヒータ３２４ｂの隣接する部分を加熱する。
【0074】
図９に示された例では、第１部分１８ａ（図８参照）は、第１ヒータ３２４ａにより実現される。第２部分１８ｂ（図８参照）は、第２ヒータ３２４ｂにより実現される。モニタ部２０４（図８参照）は、光検出器３１４により実現される。
【0075】
図１０は、制御装置２０２の各ハードウエアの動作を説明する図である。制御領域２１４に入力される光３２６（例えば、連続光）は、分岐器３１６により第１分岐光３２１ａと第２分岐光３２１ｂとに分割される。
【0076】
第１分岐光３２１ａは、第１光導波路３１８ａに入力される。第１光導波路３１８ａは、第１電極３２２ａに入力される第１電気信号３２８ａにより第１分岐光３２１ａを変調する。第２分岐光３２１ｂは、第２光導波路３１８ｂに入力される。第２光導波路３１８ｂは、第２電極３２２ｂに入力される第２電気信号３２８ｂにより第２分岐光３２１ｂを変調する。
【0077】
合波器３２０は、第１光導波路３１８ａにより変調された第１分岐光３２１ａと第２光導波路３１８ｂにより変調された第２分岐光３２１ｂとを合波して出力２１６を生成し、生成した出力２１６を制御領域２１４から出力する。
【0078】
第１ヒータ３２４ａに電力が供給されて第１ヒータ３２４ａの温度が上昇すると、第１光導波路３１８ａのうち第１ヒータ３２４ａに近接した部分の温度も上昇する。すると、この部分の屈折率が増加し、第１分岐光３２１ａの位相が変化する。すなわち、第１分岐光３２１ａの位相は、第１ヒータ３２４ａ（すなわち、第１部分１８ａ）の状態（ここでは、温度）に応じて変化する。同様に、第２分岐光３２１ｂの位相は、第２ヒータ３２４ｂ（すなわち、第２部分１８ｂ）の状態（ここでは、温度）に応じて変化する。
【0079】
第１電気信号３２８ａによる第１分岐光３２１ａの変調（以下、第１変調と呼ばれる）は、第１ヒータ３２４ａへの電力供給（すなわち、第１部分の状態の制御）とは異なる処理である。同様に、第２電気信号３２８ｂによる第２分岐光３２１ｂの変調（以下、第２変調と呼ばれる）は、第２ヒータ３２４ｂへの電力供給（すなわち、第２部分の状態の制御）とは異なる処理である。
【0080】
Ｙ分岐器３１９は、制御領域２１４の出力２１６を分割し、分割された出力２１６の一方（以下、モニタ光と呼ばれる）を光検出器３１４に入力する。光検出器３１４は、入力されたモニタ光を光電変換して、光電流３１５を生成する。
【0081】
トランスインピーダンス・アンプ３０２は例えば、オペアンプ３３０と抵抗３３２とを有する電流-電圧変換回路である。オペアンプ３３０の反転入端子に接続された抵抗３３２には、光電流３１５が入力される。オペアンプ３３０の非反転入端子には、参照電位Ｖｒが入力される。トランスインピーダンス・アンプ３０２は、光電流３１５をモニタ信号２１７に変換する。モニタ信号２１７は、光電流３１５の強度に応じて変化する。
【0082】
第１～２サンプル・ホールド回路３０４ａ、３０４ｂはそれぞれ、スイッチ回路３３６、コンデンサ３３８、ボルテージ・フォロア３４０を有する。
【0083】
スイッチ回路３３６は、第１信号３４２ａ（以下、クローズ信号と呼ばれる）により閉じられる。すると、トランスインピーダンス・アンプ３０２とボルテージ・フォロア３４０とが接続される。スイッチ回路３３６は、クローズ信号３４２ａとは異なる第２信号３４２ｂ（以下、オープン信号と呼ばれる）により開かれる。すると、トランスインピーダンス・アンプ３０２はボルテージ・フォロア３４０から切り離される。
【0084】
トランスインピーダンス・アンプ３０２とボルテージ・フォロア３４０が、スイッチ回路３３６により接続されると、ボルテージ・フォロア３４０の出力３４４の電圧は、モニタ信号２１７と略同じ電圧になる。その後、トランスインピーダンス・アンプ３０２とボルテージ・フォロア３４０とがスイッチ回路３３６により切り離されると、ボルテージ・フォロア３４０の出力３４４の電圧は、切り離し前の電圧に固定される。
【0085】
第１サンプル・ホールド回路３０４ａの第１出力２２２ａは、第１サンプル・ホールド回路３０４ａのボルテージ・フォロア３４０ａの出力３４４ａである。第２サンプル・ホールド回路３０４ｂの第２出力２２２ｂは、第２サンプル・ホールド回路３０４ｂのボルテージ・フォロア３４０ｂの出力３４４ｂである。
【0086】
従って、第１サンプル・ホールド回路３０４ａの第１出力２２２ａは、スイッチ回路３３６ａが閉じられると、モニタ信号２１７の強度に応じて変化する。スイッチ回路３３６ａが開かれると、第１出力２２２ａの強度は、スイッチ回路３３６ａが開かれる直前の強度に保たれる。すなわち、第１出力２２２ａは保持される。
【0087】
同様に、第２サンプル・ホールド回路３０４ｂの第２出力２２２ｂ（すなわち、ボルテージ・フォロア３４０ｂの出力３４４ｂ）は、スイッチ回路３３６ｂが閉じられると、モニタ信号２１７の強度に応じて変化する。スイッチ回路３３６ａが開かれると、第２出力２２２ｂの強度は、スイッチ回路３３６ｂが開かれる前の強度に固定される。すなわち、第２出力２２２ｂは保持される。
【0088】
第１出力２２２ａおよび第２出力２２２ｂは、差動増幅器３０６に入力される。差動増幅器３０６の出力２２４は、第１出力２２２ａの電圧と第２出力２２２ｂの電圧との差分に応じて変化する。
【0089】
集積回路３０８は、スイッチ回路３３６の開閉を制御する。集積回路３０８は更に、差動増幅器３０６の差動出力２２４に基づいて、第１～２ヒータ３２４ａ、３２４ｂに印加する電圧の値（以下、電圧値と呼ばれる）を算出する。集積回路３０８は先ず、第１～２ヒータ３２４ａ、３２４ｂに供給する電力を算出し、算出した電力を上記電圧値に変換する。
【0090】
算出された電圧値は、デジタル・アナログ変換器３１０に入力される。デジタル・アナログ変換器３１０は入力された電圧値を電圧に変換し、第１～２ヒータ３２４ａ、３２４ｂに供給する。
【0091】
以上の例では、第１部分１８ａは、第１ヒータ３２４ａである。しかし第１部分１８ａは、ヒータには限られない。第１部分１８ａは例えば、ｐｎ接合が設けられた、第１光導波路３１８ａのコアであってもよい。この場合、デジタル・アナログ変換器３１０が出力する電圧に応じて、コアのキャリア濃度が変化する。その結果、第１分岐光３２１ａの位相が変化する。
【0092】
以上の例では、光電流３１５は、トランスインピーダンス・アンプ３０２により、モニタ信号２１７に変換される。しかし、光電流３１５をモニタ信号２１７に変換する装置は、トランスインピーダンス・アンプ３０２には限られない。例えば光電流３１５は、抵抗によりモニタ信号２１７に変換されてもよい（実施の形態３参照）。
【0093】
図１１は、制御装置２０２（図８参照）が制御する装置２１２の一例を示す図である。図１１に例示された装置２１２は、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase-Shift Keying）変調器である。ＤＱＰＳＫは、２つの子マッハツェンダ型変調器３４２と親マッハツェンダ型変調器３４５とを有する。図９に示されたマッハツェンダ型変調器３１２は例えば、子マッハツェンダ型変調器３４２の一方である。集積回路３０８（すなわち、制御部２１０）は、子マッハツェンダ型変調器３４２の一方と共に他方も制御してもよい。集積回路３０８（すなわち、制御部２１０）は更に、親マッハツェンダ型変調器３４５のヒータ３２４を制御してもよい。
【0094】
（２）動作
図１２は、制御装置２０２の動作を説明する図である。第１保持部６ａおよび第２保持部６ｂの動作は、実施の形態１で説明した。モニタ部４および差動部８の動作についても、実施の形態１で説明した。制御部２１０は、第１バイアス２２６ａを第１部分１８ａに入力しながら、第２バイアス２２６ｂを第２部分１８ｂに入力する。制御部２１０は、差動部８の差動出力２２４に基づいて、第１バイアス２２６ａおよび第２バイアス２２６ｂを制御する。
図１２は、制御装置２０２の動作を説明する図である。第１保持部６ａおよび第２保持部６ｂの動作は、実施の形態１で説明した。モニタ部４および差動部８の動作についても、実施の形態１で説明した。制御部２１０は、第１バイアス２２６ａを第１部分１８ａに入力しながら、第２バイアス２２６ｂを第２部分１８ｂに入力する。制御部２１０は、差動部８の差動出力２２４に基づいて、第１バイアス２２６ａおよび第２バイアス２２６ｂを制御する。
【0095】
図１３は、制御部２１０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。以下の説明では、制御装置２０２は、トランスインピーダンス・アンプ３０２の代わりに抵抗（後述する図１５参照）を有する場合を考える。その他のハードウエア構成は、図９～１０を参照して説明した制御装置２０２（図１２参照）のハードウエア構成と同じである。
【0096】
―ステップＳ１０２―
制御部２１０（図１２参照）は先ず、変数Ｐｐに初期値Ｐ０を代入する。制御部２１０は更に、変数Ｐｎに初期値Ｐ０を代入する。
制御部２１０（図１２参照）は先ず、変数Ｐｐに初期値Ｐ０を代入する。制御部２１０は更に、変数Ｐｎに初期値Ｐ０を代入する。
【0097】
―ステップＳ１０４―
ステップＳ１０２の後、制御部２１０は変数ＰｐからΔＰ（＞０）を減算して、第１ヒータ３２４ａに供給する電力（すなわち、第１バイアス２２６ａ）の値を算出する。制御部２１０は算出した電力（＝Ｐｐ－ΔＰ）を、第１ヒータ３２４ａ（図１０参照）に供給する。この際、制御部２１０は算出した電力を電圧値に変換し、算出した電圧値をデジタル・アナログ変換器３１０により電圧に変換する。以後のステップにおいても、同様である。ΔＰは例えば、Ｐ０以下の定数である。
ステップＳ１０２の後、制御部２１０は変数ＰｐからΔＰ（＞０）を減算して、第１ヒータ３２４ａに供給する電力（すなわち、第１バイアス２２６ａ）の値を算出する。制御部２１０は算出した電力（＝Ｐｐ－ΔＰ）を、第１ヒータ３２４ａ（図１０参照）に供給する。この際、制御部２１０は算出した電力を電圧値に変換し、算出した電圧値をデジタル・アナログ変換器３１０により電圧に変換する。以後のステップにおいても、同様である。ΔＰは例えば、Ｐ０以下の定数である。
【0098】
制御部２１０は更に変数ＰｎにΔＰを加算して、第２ヒータ３２４ｂに供給する電力（すなわち、第２バイアス２２６ｂ）の値を算出する。制御部２１０（図１２参照）は算出した電力（＝Ｐｎ+ΔＰ）を、第２ヒータ３２４ｂ（図１０参照）に供給する。
【0099】
ステップＳ１０４により、第１ヒータ３２４ａおよび第２ヒータ３２４ｂの温度が変化する。その結果、マッハツェンダ型変調器３１２の出力２１６も変化する。
【0100】
―ステップＳ１０６―
ステップＳ１０４の後、制御部２１０（図１２参照）は、第１スイッチ回路３３６ａ（図１０参照）にクローズ信号３４２ａを送信する。第１スイッチ回路３３６ａは、クローズ信号３４２ａに応答して閉じる。
ステップＳ１０４の後、制御部２１０（図１２参照）は、第１スイッチ回路３３６ａ（図１０参照）にクローズ信号３４２ａを送信する。第１スイッチ回路３３６ａは、クローズ信号３４２ａに応答して閉じる。
【0101】
―ステップＳ１０８―
ステップＳ１０６の後、制御部２１０（図１２参照）は、第１スイッチ回路３３６ａ（図１０参照）にオープン信号３４２ｂを送信する。第１スイッチ回路３３６ａは、オープン信号３４２ｂに応答して開く。
ステップＳ１０６の後、制御部２１０（図１２参照）は、第１スイッチ回路３３６ａ（図１０参照）にオープン信号３４２ｂを送信する。第１スイッチ回路３３６ａは、オープン信号３４２ｂに応答して開く。
【0102】
ステップＳ１０６が終了しステップＳ１０８が開始するまでの合間に、第１保持部６ａ（図１２参照）はモニタ信号２１７の強度に応じて第１出力２２２ａの強度を変化させる。ステップＳ１０８により第１スイッチ回路３３６ａ（図１０参照）が開くと、第１保持部６ａ（図１２参照）は、変化させた第１出力２２２ａの強度を保持する。
【0103】
―ステップＳ１１０―
ステップＳ１０８の後、制御部２１０は変数ＰｐにΔＰを加算して、第１ヒータ３２４ａ（図１０参照）に供給する電力（すなわち、第１バイアス２２６ａ）の値を算出する。制御部２１０（図１２参照）は算出した電力（＝Ｐｐ+ΔＰ）を、第１ヒータ３２４ａに供給する。
ステップＳ１０８の後、制御部２１０は変数ＰｐにΔＰを加算して、第１ヒータ３２４ａ（図１０参照）に供給する電力（すなわち、第１バイアス２２６ａ）の値を算出する。制御部２１０（図１２参照）は算出した電力（＝Ｐｐ+ΔＰ）を、第１ヒータ３２４ａに供給する。
【0104】
制御部２１０は更に変数ＰｎからΔＰを減算して、第２ヒータ３２４ｂに供給する電力（すなわち、第２バイアス２２６ｂ）の値を算出する。制御部２１０は算出した電力（＝Ｐｎ－ΔＰ）を、第２ヒータ３２４ｂに供給する。
【0105】
ステップＳ１１０により、第１ヒータ３２４ａおよび第２ヒータ３２４ｂの温度が変更される。その結果、マッハツェンダ型変調器３１２（図１０参照）の出力２１６も変更される。
【0106】
―ステップＳ１１２―
ステップＳ１１０の後、制御部２１０（図１２参照）は、第２スイッチ回路３３６ｂ（図１０参照）にクローズ信号３４２ａ送信する。第２スイッチ回路３３６ｂは、クローズ信号３４２ａに応答して閉じる。
ステップＳ１１０の後、制御部２１０（図１２参照）は、第２スイッチ回路３３６ｂ（図１０参照）にクローズ信号３４２ａ送信する。第２スイッチ回路３３６ｂは、クローズ信号３４２ａに応答して閉じる。
【0107】
―ステップＳ１１４―
ステップＳ１１２の後、制御部２１０（図１２参照）は、第２スイッチ回路３３６ｂ（図１０参照）にオープン信号３４２ｂ送信する。第２スイッチ回路３３６ｂは、オープン信号３４２ｂに応答して開く。
ステップＳ１１２の後、制御部２１０（図１２参照）は、第２スイッチ回路３３６ｂ（図１０参照）にオープン信号３４２ｂ送信する。第２スイッチ回路３３６ｂは、オープン信号３４２ｂに応答して開く。
【0108】
ステップＳ１１２が終了しステップＳ１１４が開始するまでの合間に、第２保持部６ｂ（図１２参照）はモニタ信号２１７の強度に応じて第２出力２２２ｂの強度を変化させる。ステップＳ１１４により第２スイッチ回路３３６ｂ（図１０参照）が開かれると、第２保持部６ｂ（図１２参照）は、変化させた第２出力２２２ｂの強度を保持する。
【0109】
―ステップＳ１１６―
制御部２１０は、差動部８の差動出力２２４をアナログ・デジタル変換して、差動出力２２４の値Δ（以下、差分値と呼ばれる）を算出する。
制御部２１０は、差動部８の差動出力２２４をアナログ・デジタル変換して、差動出力２２４の値Δ（以下、差分値と呼ばれる）を算出する。
【0110】
―ステップＳ１１８―
ステップＳ１１６の後、制御部２１０は、ステップＳ１１６で算出した差分値Δの絶対値が許容値εより大きいか否か判定する。差分値Δの絶対値が許容値ε以下の場合、制御部２１０は制御を終了する。
ステップＳ１１６の後、制御部２１０は、ステップＳ１１６で算出した差分値Δの絶対値が許容値εより大きいか否か判定する。差分値Δの絶対値が許容値ε以下の場合、制御部２１０は制御を終了する。
【0111】
差分値Δの絶対値が許容値εより大きい場合、制御部２１０はステップＳ１２０に進む。
【0112】
―ステップＳ１２０―
制御部２１０は、差分値Δに利得Ｇ（＞０）を乗じた値を変数ＰＰから減算して、新たなＰｐ（＝Ｐｐ－Ｇ×ΔＰ）を算出する。
制御部２１０は、差分値Δに利得Ｇ（＞０）を乗じた値を変数ＰＰから減算して、新たなＰｐ（＝Ｐｐ－Ｇ×ΔＰ）を算出する。
【0113】
制御部２１０は更に、差分値Δに利得Ｇ（＞０）を乗じた値を変数Ｐｎに加算して、新たなＰｎ（＝Ｐｎ+Ｇ×ΔＰ）を算出する。
【0114】
ステップＳ１２０の後、制御部２１０はステップＳ１０４～Ｓ１２０を再開する。再開後のステップＳ１０４およびステップＳ１１０により、第1ヒータ３２４ａおよび第２ヒータ３２４ｂの温度は更新される。この更新により、ステップＳ１１６により算出される差分値Δの絶対値は更新前の絶対値より減少し、マッハツェンダ型変調器３１２の出力２１６の平均値は、目標値（実施の形態２では、出力２１６の極小値）に近づく。例えば、後述する図１４に示されたように差分値Δが負の値の場合には、Ｐｐは増加しＰｎは減少する。その結果、出力２１６の平均値は極小値に近づく。
【0115】
図１４は、第１バイアス２２６ａおよび第２バイアス２２６ｂとマッハツェンダ型変調器３１２の出力２１６の関係を示す図である。図１４の上部に示された図面（以下、上図と呼ばれる）には、第１分岐光３２１ａ（図１０参照）と第２分岐光３２１ｂの位相差Δφとマッハツェンダ型変調器３１２の出力２１６の関係３４６が示されている。縦軸は、マッハツェンダ型変調器３１２の出力２１６である。横軸は、位相差Δφである。
【0116】
図１４の下部に示された図面（以下、下図と呼ばれる）には、第１バイアス２２６ａの強度（すなわわち、電力）と位相差Δφの関係Ａが示されている。下図には更に、第２バイアス２２６ｂの強度（すなわわち、電力）と位相差Δφの関係Ｂが示されている。
【0117】
縦軸は、第１バイアス２２６ａおよび第２バイアス２２６ｂの強度である。横軸は、位相差Δφである。
【0118】
上図と下図の間には、位相差Δφの時間変化３４８が示されている。縦方向の位置は、時刻を示している。上側の位置は、下側の位置より遅い時刻を示している。後述する図１８についても、同様である。横方向の位置は、位相差Δφを示している。
【0119】
上図の左側のグラフは、マッハツェンダ型変調器３１２の出力２１６の時間変化ＴＣ２１６を示している。横方向の位置は、時刻を示している。右側の位置は、左側の位置より遅い時刻を示している。後述する図１８についても、同様である。縦向の位置は、マッハツェンダ型変調器３１２の出力２１６の強度を示している。
【0120】
出力２１６の時間変化ＴＣ２１６が示すように、ステップ１１０により第１～２バイアス２２６ａ、２２６ｂが変更されると、出力２１６は、実施の形態１の装置１２の出力１６と同様に矩形状に変化する（図４の時間変化ＴＣ１６参照）。但し、実施の形態２の出力２１６の変化量は、実施の形態１の出力１６の変化量より大きい。
【0121】
ステップＳ１１０では、第１バイアス２２６ａの強度は、Ｐｐ－ΔＰからＰｐ＋ΔＰに２×ΔＰ変化する。一方、第２バイアス２２６ｂの強度は、Ｐｐ＋ΔＰからＰｐ－ΔＰに－２×ΔＰ変化する。
【0122】
その結果、第１分岐光３２１ａと第２分岐光３２１ｂの位相差Δφは、第１バイアス２２６ａだけを変化される実施の形態１の位相差の２倍になる。このため、マッハツェンダ型変調器３１２の出力２１６の変化量も２倍になる。その結果、モニタ信号２１７の変化も２倍になる。
【0123】
すなわち、実施の形態２の制御装置２０２は、第１ヒータ３２４ａ（第１部分１８ａ）の温度（状態）が変更される前と後とのモニタ信号２１７の変化（差異）が促進されるように、第２ヒータ３２４ｂ（第２部分１８ｂ）の温度（状態）を変更する。
【0124】
このため、モニタ信号２１７の信号対雑音比が高くなり、バイアス制御の精度が向上する。
【0125】
以上のように実施の形態２によれば、モニタ信号２１７の信号対雑音比が高くなるので、バイアス制御の精度が向上する。
【0126】
（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１および２に類似している。従って、実施の形態１または２と同じ構成等については、説明を省略または簡単にする。
実施の形態３は、実施の形態１および２に類似している。従って、実施の形態１または２と同じ構成等については、説明を省略または簡単にする。
【0127】
【0128】
実施の形態３の制御装置５０２は、抵抗６０１、第１サンプル・ホールド回路３０４ａ、第２サンプル・ホールド回路３０４ｂ、および差動増幅器３０６を有する。制御装置５０２は更に、アナログ・デジタル変換器３０７およぶ制御回路５０８を有する。抵抗６０１は、制御装置５０２の外部に設けられてもよい。例えば抵抗６０１は、制御装置５０２が制御する装置５１２に設けられてもよい。
【0129】
第１サンプル・ホールド回路３０４ａは、実施の形態２で説明した回路である。従って、第１サンプル・ホールド回路３０４ａの説明は省略する。第２サンプル・ホールド回路３０４ｂおよび差動増幅器３０６についても同様である。
【0130】
抵抗６０１の一端は、第１サンプル・ホールド回路３０４ａおよび第２サンプル・ホールド回路３０４ｂの入力ポートに接続される。抵抗６０１の他端は、基準電位（すなわち、グラウンド）に接続される。
【0131】
実施の形態３の制御装置５０２の機能ブロック図は、実施の形態２の機能ブロック図（図８参照）と略同じである。
【0132】
実施の形態３のモニタ信号生成部３０１は、抵抗６０１（図１５参照）により実現される。第１保持部６ａは、第１サンプル・ホールド回路３０４ａにより実現される。第２保持部６ｂは、第２サンプル・ホールド回路３０４ｂにより実現される。差動部８は、差動増幅器３０６により実現される。制御部２１０は、制御回路５０８およびアナログ・デジタル変換器３０７により実現される。
【0133】
実施の形態３の制御装置５０２が制御する装置５１２の機能ブロック図は、実施の形態１の装置１２（図１参照）と同じである。従って、実施の形態３の制御部２１０が制御する部分は、第１部分である。
【0134】
図１６は、制御回路５０８の一例を示す図である。制御回路５０８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０２、メモリ６０４、および不揮発性メモリ６０６を有する。メモリ６０４は例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）である。不揮発性メモリ６０６は例えば、フラッシュメモリである。制御回路５０８は更にバス６１０を有する。ＣＰＵ６０２、メモリ６０４、および不揮発性メモリ６０６は、バス６１０を介して互いに接続される。
【0135】
制御回路５０８は更に、第１スイッチ回路３３６ａをバス６１０に接続する第１インターフェース６０８ａおよび第２スイッチ回路３３６ｂをバス６１０に接続する第２インターフェース６０８ｂを有する。制御回路５０８は更に、アナログ・デジタル変換器３０７をバス６１０に接続する第３インターフェース６０８ｃを有する。制御回路５０８は更に、後述するＴＯＦドライバ制御回路５１０をバス６１０に接続する第４インターフェース６０８ｄを有する。
【0136】
ＣＰＵ６０２はバス６１０を介してメモリ６０４に結合され、例えば不揮発性メモリ６０６に記録されたプログラムを実行するように構成されている。
【0137】
（２）動作
図１７は、制御装置５０２の動作を説明する図である。装置５１２（制御装置５０２により制御される装置）は、チューナブル波長フィルタ（Tunable Optical Filter：以下、ＴＯＦと呼ばれる）６１２およびＴＯＦドライバ制御回路５１０を有する。装置５１２は更に、光検出器３１４を有する。
図１７は、制御装置５０２の動作を説明する図である。装置５１２（制御装置５０２により制御される装置）は、チューナブル波長フィルタ（Tunable Optical Filter：以下、ＴＯＦと呼ばれる）６１２およびＴＯＦドライバ制御回路５１０を有する。装置５１２は更に、光検出器３１４を有する。
【0138】
光検出器３１４は、ＴＯＦ６１２の出力５１６から分岐された光を光電変換して、光電流３１５を生成する。光電流３１５は抵抗６０１に入力され、モニタ信号２１７を生成する。モニタ信号２１７は、光電流３１５により抵抗６０１に発生する電圧である。
【0139】
ＴＯＦ６１２は例えば、ＴＯＦ６１２に入力する光５２５（以下、入力光と呼ばれる）を分光する回折格子と、スリット板とを有する。回折格子により分光された入力光５２５はスリット板に照射され、分光された入力光５２５の一部がスリット板に設けられたスリットを通過する。入力光５２５のうちスリットを通過した部分が、ＴＯＦ６１２から出力される。
【0140】
ＴＯＦ６１２から出力される光の中心波長（例えば、３ｄＢ帯域の中心）は、スリット板の位置により決まる。スリット板の位置は、ＴＯＦドライバ制御回路５１０から出力される制御電圧（すなわち、バイアス）５２６に応じて変化する。
【0141】
ＴＯＦ６１２の入力光５２５の波長が一定の場合、ＴＯＦ６１２を含む領域５１４からの出力５１６の強度は、スリット板の位置に応じて変化する。スリット板はＴＯＦ６１２の一部であり、図１を参照して説明した第１部分１８ａである。スリット板の状態は、スリット板の位置（例えば、基準位置からの距離）により定量化される状態である。
【0142】
【0143】
図１８の上部に示された図（以下、上図と呼ばれる）には、ＴＯＦ６１２の出力５１６と中心波長との関係６１４が示されている。縦軸は、ＴＯＦ６１２の出力５１６の強度である。横軸は、出力５１６の中心波長である。
【0144】
図１８の下部に示された図面（以下、下図と呼ばれる）は、ＴＯＦドライバ制御回路５１０が出力する制御電圧５２６と出力５１６の中心波長との関係Ｃを示す図である。縦軸は、制御電圧５２６である。横軸は、出力５１６の中心波長である。下図には更に、制御電圧５２６の時間変化ＴＣ５２６が示されている。上図と下図の間には、中心波長の時間変化ＴＣλが示されている。上図には、ＴＯＣ６１２の出力５１６の時間変化ＴＣ５１６が示されている。
【0145】
上図の関係６１４が示すように、ＴＯＦ６１２の出力５１６は、中心波長と共に増加して極大値に達しその後減少する。制御回路５０８は、ＴＯＦ６１２の出力５１６が極大値５３２になるように、ＴＯＦドライバ制御回路５１０を介して、ＴＯＦ６１２の回折格子の位置を制御する。すなわち、出力５１６の目標値は、極大値である。
【0146】
具体的には、制御回路５０８は先ず、ＴＯＦドライバ制御回路５１０にコマンド６１６を送信する。ＴＯＦドライバ制御回路５１０はコマンド６１６に応答して、矩形波が重畳された制御電圧５２６（時間変化ＴＣ５２６参照）を生成し、ＴＯＦ６１２に印加する。
【0147】
ＴＯＦ６１２の出力５１６は、制御電圧５２６に応答して変化する。制御回路５０８は、出力５１６の変化（時間変化ＴＣ５１６参照）によって生じる差動増幅器３０６の出力５２４の絶対値が減少するようＴＯＦドライバ制御回路５１０を制御する。この制御により、ＴＯＦ６１２の出力５１６の平均値（＝（Ｉ７+Ｉ８）/２）は、出力５１６の極大値（すなわち、目標値）に近づく。上記制御が繰り返されることで、ＴＯＦ６１２の出力５１６の強度は最終的には、極大値５３３に略到達する。
【0148】
実施の形態３によれば、制御対象の領域５１４の出力を極大化することができる。
【0149】
以上、本発明の実施形態について説明したが、実施の形態１～３は、例示であって制限的なものではない。例えば、実施の形態１～２のマッハツェンダ型変調器のコアはシリコンにより形成される。しかし、実施の形態１～２のマッハツェンダ型変調器のコアは、シリコン以外の材料により形成されてもよい。例えば、実施の形態１～２のマッハツェンダ型変調器のコアはＩｎＰまたは強誘電体により形成されてもよい。
【0150】
以上の実施の形態１～３に関し、更に以下の付記を開示する。
【0151】
（付記１）
第１部分を含む領域からの出力が、前記第１部分の状態に応じて変化する装置を制御する制御装置であって、
前記出力に応じて変化するモニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第１出力を変化させた後、変化させた前記第１出力を保持する第１サンプル・ホールド処理を行う第１保持部と、
前記第１保持部とは異なる保持部であって前記モニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第２出力を変化させた後、変化させた前記第２出力を保持する第２サンプル・ホールド処理を行う第２保持部と、
前記第１部分の状態を一定に保ちながら前記第１保持部に前記第１サンプル・ホールド処理を行わせた後に前記第１部分の状態を変更し、変更させた前記第１部分の状態を保ちながら前記第２保持部に前記第２サンプル・ホールド処理を行わせ更に、前記第１保持部が保持する前記第１出力の強度と前記第２保持部が保持する前記第２出力の強度との差分に基づいて、前記第１部分の状態を制御する制御部とを有する
制御装置。
第１部分を含む領域からの出力が、前記第１部分の状態に応じて変化する装置を制御する制御装置であって、
前記出力に応じて変化するモニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第１出力を変化させた後、変化させた前記第１出力を保持する第１サンプル・ホールド処理を行う第１保持部と、
前記第１保持部とは異なる保持部であって前記モニタ信号が入力され、入力された前記モニタ信号の強度に応じて第２出力を変化させた後、変化させた前記第２出力を保持する第２サンプル・ホールド処理を行う第２保持部と、
前記第１部分の状態を一定に保ちながら前記第１保持部に前記第１サンプル・ホールド処理を行わせた後に前記第１部分の状態を変更し、変更させた前記第１部分の状態を保ちながら前記第２保持部に前記第２サンプル・ホールド処理を行わせ更に、前記第１保持部が保持する前記第１出力の強度と前記第２保持部が保持する前記第２出力の強度との差分に基づいて、前記第１部分の状態を制御する制御部とを有する
制御装置。
【0152】
（付記２）
前記変更前の前記出力の強度と前記変更後の前記出力の強度の平均値が、前記出力の強度の目標値に近づくように、前記制御部の処理が繰り返されることを
特徴とする付記１に記載の制御装置。
前記変更前の前記出力の強度と前記変更後の前記出力の強度の平均値が、前記出力の強度の目標値に近づくように、前記制御部の処理が繰り返されることを
特徴とする付記１に記載の制御装置。
【0153】
（付記３）
前記領域は、前記第１部分とは異なる第２部分を含み、
前記領域の前記出力は更に、前記第２部分の状態に応じて変化し、
前記変更は、前記第１部分の状態が変更させる前後の前記出力の変化が促進されるように、前記第１部分の状態と共に前記第２部分の状態を変更する処理であり、
前記制御部は、前記差分に基づいて、前記第１部分の状態および前記第２部分の状態を制御することを
特徴とする付記１または２に記載の制御装置。
前記領域は、前記第１部分とは異なる第２部分を含み、
前記領域の前記出力は更に、前記第２部分の状態に応じて変化し、
前記変更は、前記第１部分の状態が変更させる前後の前記出力の変化が促進されるように、前記第１部分の状態と共に前記第２部分の状態を変更する処理であり、
前記制御部は、前記差分に基づいて、前記第１部分の状態および前記第２部分の状態を制御することを
特徴とする付記１または２に記載の制御装置。
【0154】
（付記４）
前記装置の前記領域は、入力された光を第１分岐光と第２分岐光とに分岐する分岐器と、前記第１分岐光の位相を変調する第１光導波路と、前記第２分岐光の位相を変調する第２光導波路と、変調された前記第１分岐光と変調された前記第２分岐光とを合波して前記領域から出力する合波器とを有し、
前記第１部分は、第１光導波路を加熱するヒータを有し、
前記第２部分は、第２光導波路を加熱するヒータを有することを
特徴とする付記３に記載の制御装置。
前記装置の前記領域は、入力された光を第１分岐光と第２分岐光とに分岐する分岐器と、前記第１分岐光の位相を変調する第１光導波路と、前記第２分岐光の位相を変調する第２光導波路と、変調された前記第１分岐光と変調された前記第２分岐光とを合波して前記領域から出力する合波器とを有し、
前記第１部分は、第１光導波路を加熱するヒータを有し、
前記第２部分は、第２光導波路を加熱するヒータを有することを
特徴とする付記３に記載の制御装置。
【0155】
（付記５）
第１部分を含む領域からの出力が、前記第１部分の状態に応じて変化する装置の制御方法であって、
前記第１部分の状態を一定に保ちながら前記出力の強度に応じて変化する第１信号を生成し生成した前記第１信号を保持した後に前記第１部分の状態を変更し、変更された前記第１部分の状態を一定に保ちながら、前記出力の強度に応じて変化する第２信号を生成し生成した前記第２信号を保持し更に、保持された前記第１信号の強度と保持された前記第２信号の強度の差分に基づいて、前記第１部分の状態を制御する
制御方法。
第１部分を含む領域からの出力が、前記第１部分の状態に応じて変化する装置の制御方法であって、
前記第１部分の状態を一定に保ちながら前記出力の強度に応じて変化する第１信号を生成し生成した前記第１信号を保持した後に前記第１部分の状態を変更し、変更された前記第１部分の状態を一定に保ちながら、前記出力の強度に応じて変化する第２信号を生成し生成した前記第２信号を保持し更に、保持された前記第１信号の強度と保持された前記第２信号の強度の差分に基づいて、前記第１部分の状態を制御する
制御方法。
【符号の説明】
【0156】
２ ：制御装置
６ａ ：第１保持部
６ｂ ：第２保持部
１０ ：制御部
１４ ：領域
１６ ：出力
１７ ：モニタ信号
１８ａ ：第１部分
１８ｂ ：第２部分
２２ａ ：第１出力
２２ｂ ：第２出力
２４ ：差動出力
６ａ ：第１保持部
６ｂ ：第２保持部
１０ ：制御部
１４ ：領域
１６ ：出力
１７ ：モニタ信号
１８ａ ：第１部分
１８ｂ ：第２部分
２２ａ ：第１出力
２２ｂ ：第２出力
２４ ：差動出力
【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】
【図17】
【図18】