(57)【要約】【課題】光学フィルタの温度変化によって生じる透過周波数（透過波長）のシフトの補償と装置の簡易化とを両立する光波長選択フィルタモジュールを提供すること。【解決手段】予め定められた所定の方向から光が入射する光波長選択フィルタモジュールにおいて、向きの変更が可能な光学フィルタと、前記光学フィルタが透過すべき光の周波数を示す情報である周波数情報を取得する周波数情報取得部と、前記光学フィルタの温度を示す温度情報を取得する温度情報取得部と、所定の周波数ごとに前記温度と前記温度において前記周波数の光が所定の透過率以上の透過率で光学フィルタを透過する前記光学フィルタの向きとが対応付けられた情報である関係情報と前記温度情報が示す温度と前記周波数情報が示す周波数とに基づいて前記光学フィルタの向きを決定する決定部と、前記決定部が決定した向きに前記光学フィルタを向けるアクチュエータとを備える。【選択図】図１
2020101765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた所定の方向から光が入射する光波長選択フィルタモジュールにおいて、
向きの変更が可能な光学フィルタと、
前記光学フィルタを透過すべき光の周波数を示す情報である周波数情報を取得する周波数情報取得部と、
前記光学フィルタの温度を示す温度情報を取得する温度情報取得部と、
所定の周波数ごとに前記温度と前記温度において前記周波数の光が所定の透過率以上の透過率で前記光学フィルタを透過する前記光学フィルタの向きとが対応付けられた情報である関係情報と、前記温度情報取得部が取得した前記温度情報が示す温度と、前記周波数情報取得部が取得した前記周波数情報が示す周波数と、に基づいて前記光学フィルタの向きを決定する決定部と、
前記決定部が決定した向きに前記光学フィルタを向けるアクチュエータと、
を備える光波長選択フィルタモジュール。
【請求項２】
前記光学フィルタは、前記光の光路に垂直な回転軸の周りの回転によって向きが変更され、
前記決定部は、前記向きとして前記光学フィルタに対する前記光の入射角を決定し、
前記アクチュエータは、前記決定部が決定した前記入射角に応じて前記光学フィルタを回転させる、
請求項１に記載の光波長選択フィルタモジュール。
【請求項３】
温度の変化に応じて前記温度に応じた所定の形状に変形する変形素子、
をさらに備え、
前記光学フィルタは、前記アクチュエータによる駆動と前記変形素子の変形との少なくとも一方によって前記向きが変化する、
請求項１又は請求項２に記載の光波長選択フィルタモジュール。
【請求項４】
向きの変更が可能な光学フィルタと、前記光学フィルタを透過すべき光の周波数を示す情報である周波数情報を取得する周波数情報取得部と、前記光学フィルタの温度を示す温度情報を取得する温度情報取得部と、前記光学フィルタの向きを変更するアクチュエータと、を備え、予め定められた所定の方向から光が入射する光波長選択フィルタモジュールが行う光波長選択方法において、
前記周波数情報を取得する周波数情報取得ステップと、
前記温度情報を取得する温度情報取得ステップと、
所定の周波数ごとに前記温度と前記温度において前記周波数の光が所定の透過率以上の透過率で前記光学フィルタを透過する前記光学フィルタの向きとが対応付けられた情報である関係情報と、前記温度情報取得ステップにおいて取得された前記温度情報が示す温度と、前記周波数情報取得ステップにおいて取得された前記周波数情報が示す周波数と、に基づいて前記光学フィルタの向きを決定する決定ステップと、
前記決定ステップにおいて決定された前記向きに前記光学フィルタを向ける向き変更ステップと、
を有する光波長選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光波長選択フィルタモジュール及び光波長選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報通信量への需要増は、さらなる大容量の光通信システムの実用化開発を促している。光通信システムの大容量化は、その通信伝送媒体内で光波長の異なる多数の光搬送波を用いるＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：  波長多重方式）技術により実現することが多い。またこのとき、多重度を上げるために光波長の間隔が小さく設定されるようになってきている。例えばＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．９８９で規定されている光アクセス方式では、光搬送波の周波数間隔を１００ＧＨｚとするようになっている。これは光波長に換算するとおよそ０．８ｎｍとなる。光アクセスシステムを終端する装置であるＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｕｎｉｔ）の光受信器に、この１００ＧＨｚ間隔で並んだ光搬送波の中から任意の１波長を選択する光波長選択モジュールを置き、ＷＤＭを実現している。
光波長選択モジュールでは、その透過する光波長の帯域の幅が光搬送波の間隔よりも十分に狭く、１の光搬送波のみを透過できる誘電体多層膜フィルタと、そのフィルタの傾き角を制御することで透過する光波長を設定する機構が置かれており、これを操作することで随時に所望の光搬送波を選択できる。
【０００３】
ただし、誘電体多層膜フィルタには周囲環境温度によって透過する光波長がシフトしてしまうという特性がある。これは誘電体多層膜の熱膨張に起因するものである。非特許文献１によると、材料により差異があるものの、周囲環境温度上昇１℃あたりおよそ＋０．０１ｎｍの程度の大きさの波長シフトがある。ＯＮＵ内部に実装された光波長選択フィルタモジュールの動作環境温度を仮に０℃から７０℃とするならば、誘電体多層膜フィルタの透過する光波長は、０．７ｎｍほど変動することとなり、光搬送波の間隔およそ０．８ｎｍに対し無視できない大きさになる。そのため、フィルタの透過波長に対して温度補償を行う必要が発生する。
ＷＤＭを用いる光通信装置の設置場所は、多くの場合に温度がよく管理された通信事業者のノード拠点である。そのため、同様の問題は今までの光多重システムにおいても発生し得たが、温度による波長シフトも比較的小さかった。また光通信装置自体も多数の通信信号を制御する大規模なノード装置である場合が多いため、波長シフトの大きさを測定する機構や、波長シフトの補償を行う機構の光通信装置への組み込みも容易に実現できた。
【０００４】
光学フィルタの波長補償技術の先行事例として、たとえば特許文献１に示す技術が提案されている。特許文献１に示す技術は、光学フィルタを透過する信号光の波長変動に追尾するように当該光学フィルタを操作することで、当該光学フィルタを透過する光の波長を補償する技術である。具体的には、特許文献１に示す技術は、まず、光学フィルタの波長を遷移させながら、当該光学フィルタを透過してくる光強度を観察し、その量の差分が最も小さいところを信号光の波長とする。次に、特許文献１に示す技術は、光学フィルタの周囲温度を測定し、測定結果に基づいて、光学フィルタを透過する光の波長の温度変化による波長ずれを補償する。特許文献１に示す技術は、光学フィルタ透過後の光の一部を光分岐器により分割し、分割後の光の一部を強度測定用の検出器に導き、当該検出器によって光学フィルタを透過してくる光強度を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７２９７５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Haruo Takashashi,“Temperature stability of thin-film narrow-bandpass filters produced by ion-assisted deposition”, Applied Optics, Vol. 34, No. 4, 1 February 1995, pp. 667-675.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＯＮＵは通信サービスのユーザごとに一台使用する装置である。そのため、光アクセスシステムのＯＮＵに用いる誘電体多層膜フィルタの温度による波長シフトを補償する仕組みは、安価に実現可能な仕組みであって、当該仕組みを有するＯＮＵの大量生産が容易である仕組みが望ましい。すなわち、光アクセスシステムのＯＮＵに用いる誘電体多層膜フィルタの温度による波長シフトを補償する仕組みは、簡易であればあるほど望ましい。
しかしながら、特許文献１に記載の仕組みを光アクセスシステムに用いる場合、ＯＮＵで透過してくる光強度の測定を行う必要がある。このことは、特許文献１に記載の仕組みによって波長シフトを補償する場合、ＯＮＵは光強度の測定機構を備える必要があることを意味する。そのため、特許文献１に記載の仕組みによって波長シフトを補償する場合、ＯＮＵの機構が複雑化する。
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明は、光学フィルタの温度変化によって生じる透過周波数（透過波長）のシフトの補償と装置の簡易化とを両立する光波長選択フィルタモジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、予め定められた所定の方向から光が入射する光波長選択フィルタモジュールにおいて、向きの変更が可能な光学フィルタと、前記光学フィルタを透過すべき光の周波数を示す情報である周波数情報を取得する周波数情報取得部と、前記光学フィルタの温度を示す温度情報を取得する温度情報取得部と、所定の周波数ごとに前記温度と前記温度において前記周波数の光が所定の透過率以上の透過率で前記光学フィルタを透過する前記光学フィルタの向きとが対応付けられた情報である関係情報と、前記温度情報取得部が取得した前記温度情報が示す温度と、前記周波数情報取得部が取得した前記周波数情報が示す周波数と、に基づいて前記光学フィルタの向きを決定する決定部と、前記決定部が決定した向きに前記光学フィルタを向けるアクチュエータと、を備える光波長選択フィルタモジュールである。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の光波長選択フィルタモジュールであって、前記光学フィルタは、前記光の光路に垂直な回転軸の周りの回転によって向きが変更され、前記決定部は、前記向きとして前記光学フィルタに対する前記光の入射角を決定し、前記アクチュエータは、前記決定部が決定した前記入射角に応じて前記光学フィルタを回転させる。
【００１１】
本発明の一態様は、上記の光波長選択フィルタモジュールであって、温度の変化に応じて前記温度に応じた所定の形状に変形する変形素子、をさらに備え、前記光学フィルタは、前記アクチュエータによる駆動と前記変形素子の変形との少なくとも一方によって前記向きが変化する。
【００１２】
本発明の一態様は、向きの変更が可能な光学フィルタと、前記光学フィルタを透過すべき光の周波数を示す情報である周波数情報を取得する周波数情報取得部と、前記光学フィルタの温度を示す温度情報を取得する温度情報取得部と、前記光学フィルタの向きを変更するアクチュエータと、を備え、予め定められた所定の方向から光が入射する光波長選択フィルタモジュールが行う光波長選択方法において、前記周波数情報を取得する周波数情報取得ステップと、前記温度情報を取得する温度情報取得ステップと、所定の周波数ごとに前記温度と前記温度において前記周波数の光が所定の透過率以上の透過率で前記光学フィルタを透過する前記光学フィルタの向きとが対応付けられた情報である関係情報と、前記温度情報取得ステップにおいて取得された前記温度情報が示す温度と、前記周波数情報取得ステップにおいて取得された前記周波数情報が示す周波数と、に基づいて前記光学フィルタの向きを決定する決定ステップと、前記決定ステップにおいて決定された前記向きに前記光学フィルタを向ける向き変更ステップと、を有する光波長選択方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、光学フィルタの温度変化によって生じる透過周波数（透過波長）のシフトの補償と装置の簡易化とを両立することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００の機能構成の一例を示す図である。
【図２】第１の実施形態における入射光Ｌｉｎの入射角がフィルタ温度に依らず一定という条件下における、ピーク周波数のフィルタ温度依存性の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における光学フィルタ１がアクチュエータ２によって回転させられた状態にある光波長選択フィルタモジュール１００の一例を示す図である。
【図４】第１の実施形態における関係情報の一例を示す図である。
【図５】第１の実施形態における制御部５０１の機能構成の一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００がピーク周波数を変更する処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態における素子測定温度に基づいて光学フィルタ１が回転させられることによるピーク周波数の変化の一例を示す図である。
【図８】第１の実施形態の変形例における関係情報に基づいて光学フィルタ１が回転させられることによるピーク周波数の変化の一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００ａの機能構成の一例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態における光学フィルタ１が回転させられた状態にある光波長選択フィルタモジュール１００ａの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００の機能構成の一例を示す図である。光波長選択フィルタモジュール１００は、周波数情報を取得する。周波数情報は、光波長選択フィルタモジュール１００が透過すべき光の周波数を示し、光波長選択フィルタモジュール１００の外部から与えられ、随時に変更される。光波長選択フィルタモジュール１００は、周波数情報が示す周波数の光であって所定の基準面から見て予め定められた所定の入射方向から入射する光を所定の透過率（以下「基準透過率」という。）以上の透過率で透過させる。
【００１６】
より具体的には、光波長選択フィルタモジュール１００は光学フィルタを備え、基準面から見て予め定められた所定の方向から光学フィルタに入射した光のうち周波数情報が示す周波数の光を基準透過率の透過率で透過させる。
以下、基準透過率以上の透過率で光波長選択フィルタモジュール１００を透過する光の周波数を透過周波数という。光波長選択フィルタモジュール１００は、光学フィルタの温度変化によって生じる透過周波数のシフトを光学フィルタの向きを変えることで補償し、周波数情報が示す周波数の光を基準透過率以上の透過率で透過させる。
以下、光学フィルタ１に入射する光を入射光Ｌｉｎ、光学フィルタ１を透過後の光を透過光Ｌｏｕｔという。
【００１７】
基準面は、光波長選択フィルタモジュール１００が位置する空間に対して固定された面であればどのような面であってもよい。以下、説明の簡単のため、基準面は、図１においてＸＺ面に平行な面であると仮定する。
以下、説明の簡単のため、所定の入射方向は基準面に対して垂直な方向であると仮定する。基準面が図１においてＸＺ面に平行な面である場合、所定の入射方向は図１のＹ軸に平行な方向である。
【００１８】
光波長選択フィルタモジュール１００は、光学フィルタ１、アクチュエータ２、駆動部３、温度測定素子４及び制御装置５を備える。
【００１９】
光学フィルタ１は、光学フィルタ１の温度と光学フィルタ１に入射する入射光Ｌｉｎの入射角との組合せ（以下「第１組合せ」という。）に応じた透過周波数を有する光学フィルタである。入射光Ｌｉｎは、基準面から見て予め定められた所定の入射方向から光学フィルタ１に入射する光である。入射光Ｌｉｎの入射角（以下「フィルタ入射角」という。）とは、フィルタ垂直線Ｌｆと入射光Ｌｉｎの光路とのなす角である。フィルタ垂直線Ｌｆは、入射光Ｌｉｎが光学フィルタ１に入射する箇所における光学フィルタ１の接平面に垂直な線である。以下、光学フィルタ１の温度を、フィルタ温度という。
光学フィルタ１の向きは変更が可能である。光学フィルタ１は、例えば、入射光Ｌｉｎの光路に垂直な所定の回転軸の周りの回転によって向きが変わる。
【００２０】
光学フィルタ１は、フィルタ入射角が一定の場合、フィルタ温度に応じた透過周波数特性を有する。光学フィルタ１の透過周波数特性がフィルタ温度に応じた特性であるのは、フィルタ温度の変化に応じた光学フィルタ１の誘電率等の物性値の変化が要因である。
光学フィルタ１は、フィルタ温度が一定の場合、フィルタ入射角に応じた透過周波数特性を有する。光学フィルタ１の透過周波数特性がフィルタ入射角に応じた特性であるのは、フィルタ入射角の変化に応じて光学フィルタ１から見た入射光Ｌｉｎの波数ベクトルが変化するためである。
【００２１】
光学フィルタ１は、第１組合せに応じた透過周波数を有する光学フィルタであればどのような光学フィルタであってもよい。光学フィルタ１は、例えば、光の波長程度の周期構造を有する光学フィルタであってもよい。光の波長程度の周期構造を有する光学フィルタは、例えば、誘電体多層膜であってもよい。光の波長程度の周期構造を有する光学フィルタは、例えば、フォトニック結晶であってもよい。光学フィルタ１は、例えば、光の波長以下の周期構造を有する光学フィルタであってもよい。光の波長以下の周期構造を有する光学フィルタは、例えば、プラズモニック結晶であってもよい。
以下、説明の簡単のため、光学フィルタ１は誘電体多層膜であると仮定する。
【００２２】
光学フィルタ１が誘電体多層膜である場合、誘電体多層膜面が基準面に平行である場合であって入射光Ｌｉｎの入射方向が基準面に垂直な方向である場合に、フィルタ入射角は０ｄｅｇである。
【００２３】
以下、説明の簡単のため、光波長選択フィルタモジュール１００を透過する光の透過率は、光学フィルタ１を透過する光の透過率と同一であると仮定する。そのため、光学フィルタ１は、透過周波数の光を基準透過率以上の透過率で透過すればよい。
【００２４】
以下、説明の簡単のため、各第１組合せにおける光学フィルタ１が有する透過周波数特性は、予め定められた所定の周波数域内に最大値が基準透過率以上であるピークを１つ有する特性であると仮定する。予め定められた所定の周波数帯域は、例えば、フィルタ入射角が０ｄｅｇである場合に光学フィルタ１を基準透過率以上の透過率で透過する光の周波数のうち最も低い周波数（以下「最低フィルタ周波数」という。）以下の周波数帯域である。
【００２５】
以下説明の簡単のため、ピークの半値全幅は第１組合せによらず略同一であると仮定する。
【００２６】
以下、透過周波数特性が有する透過率のピークに対応する光の周波数をピーク周波数という。
【００２７】
光学フィルタ１が誘電体多層膜であって入射光Ｌｉｎの入射方向が鉛直方向である場合、フィルタ入射角が０ｄｅｇにおけるピーク周波数が最低フィルタ周波数である。
光学フィルタ１が誘電体多層膜であって入射光Ｌｉｎの入射方向が鉛直方向である場合、フィルタ入射角をθｄｅｇとして、ピーク波長はｃｏｓθに比例して短波長側へシフトする。なお、ピーク波長は、ピーク周波数の光の波長である。
フィルタ入射角θが０に略同一である場合、ピーク波長は、１−θ＾２／２に近似的に比例する。このように、ピーク波長のシフト量は、フィルタ入射角θと１対１対応の関係にあり、ピーク波長はθ＾２の大きさに応じて短波長側へとシフトする。なおθ＾２は、θの２乗を意味する。
【００２８】
図２は、第１の実施形態における入射光Ｌｉｎの入射角がフィルタ温度に依らず一定という条件下における、ピーク周波数のフィルタ温度依存性の一例を示す図である。
図２の横軸は、フィルタ温度を表す。図２の縦軸は、ピーク周波数を表す。
図２は、入射光Ｌｉｎの入射角が一定の時には、フィルタ温度が高くなるほどピーク周波数が下がることを示す。ピーク周波数のフィルタ温度依存性は、例えば、周波数１８７．８ＴＨｚ近傍において、略−１．２ＧＨｚ／℃となる。
【００２９】
図１の説明に戻る。
アクチュエータ２は、光学フィルタ１の向きを変更する。より具体的には、アクチュエータ２は、光学フィルタ１を、周波数情報と光学フィルタ１の温度とに応じた所定の向きに向ける。アクチュエータ２は、例えば、入射光Ｌｉｎの光路に垂直な所定の回転軸の周りに光学フィルタ１を回転させることで光学フィルタ１を所定の向きに向ける。入射光Ｌｉｎの光路に垂直な所定の回転軸は、例えば、図１のＺ軸に平行な仮想的な軸であって光学フィルタ１を通過する仮想的な軸であってもよい。入射光Ｌｉｎの光路に垂直な所定の回転軸は、例えば、図１のＸＺ面に平行な軸であってもよい。
以下説明の簡単のため、アクチュエータ２は、図１のＺ軸に平行な軸であって光学フィルタ１を通過する所定の軸を回転軸として光学フィルタ１を回転させると仮定する。
アクチュエータ２が光学フィルタ１の向きを変更することで、入射光Ｌｉｎの入射角が変更される。例えば、アクチュエータ２が光学フィルタ１を角度θだけ回転させると、入射光Ｌｉｎの入射角、すなわち、フィルタ入射角が角度θだけ変更される。
【００３０】
図３は、第１の実施形態における光学フィルタ１がアクチュエータ２によって回転させられた状態にある光波長選択フィルタモジュール１００の一例を示す図である。
図３は、光学フィルタ１が図１の状態から角度θだけ回転させられたことを示す。図１における、フィルタ入射角が０ｄｅｇである場合、図３において、フィルタ入射角はθである。
【００３１】
図１の説明に戻る。
駆動部３は、アクチュエータ２を駆動する。駆動部３によってアクチュエータ２が駆動させられると、アクチュエータ２の駆動によって光学フィルタ１が回転する。なお、駆動部３は、アクチュエータ２をどのような仕組みで駆動してもよい。駆動部３は、例えば、アクチュエータ２に電圧あるいは電流を印加することでアクチュエータ２を駆動してもよい。駆動部３は、例えば、アクチュエータ２に熱を印加することでアクチュエータ２を駆動してもよい。駆動部３は、例えば、アクチュエータ２に磁場を印加することでアクチュエータ２を駆動してもよい。
【００３２】
温度測定素子４は、測定箇所の温度を測定する。測定箇所は、温度が光学フィルタ１の温度を示す箇所であればどこでもよい。光学フィルタ１の温度を示す箇所は、例えば、温度が光学フィルタ１の温度に１対１対応の関係にある温度である箇所であってもよい。測定箇所は、例えば、光学フィルタ１の表面であってもよい。測定箇所は、例えば、光学フィルタ１の近傍の位置であってもよい。温度測定素子４は、例えば温度計である。
温度測定素子４が測定した温度（以下「素子測定温度」という。）は、制御装置５に出力される。以下、説明の簡単のため、素子測定温度とフィルタ温度とは同一であると仮定する。温度測定素子４は、素子測定温度を示す情報である温度情報を制御装置５に出力する。
【００３３】
制御装置５は、素子測定温度に基づいて、駆動部３の動作を制御する。制御装置５は、制御部５０１、記憶部５０２、周波数情報取得部５０３、測定温度取得部５０４、及び出力部５０５を備える。制御部５０１が、制御装置５が備える各機能部の動作を制御する。
【００３４】
記憶部５０２は、光学フィルタ１の向きを示す情報を記憶する。以下、記憶部５０２に記憶された光学フィルタ１の向きを示す情報を、フィルタ向き情報という。フィルタ向き情報は、光学フィルタ１の向きを示す情報であれば、どのように光学フィルタ１の向きを示す情報であってもよい。例えば、フィルタ向き情報は、フィルタ入射角であってもよい。
以下、説明の簡単のため、フィルタ向き情報はフィルタ入射角を示す情報であると仮定する。
【００３５】
記憶部５０２は、所定の周波数ごとに、素子測定温度と、当該素子測定温度において当該所定の周波数の光が基準透過率以上の透過率で光学フィルタ１を透過するための光学フィルタ１の向きと、が対応付けられた情報を関係情報として予め記憶する。
関係情報は、光の周波数と素子測定温度とを入力とし、フィルタ入射角を出力とする予め定められた関数であってもよい。関係情報は、所定の周波数ごとに、素子測定温度と光学フィルタ１の向きとの対応関係を示すテーブルであってもよい。
【００３６】
図４は、第１の実施形態における関係情報の一例を示す図である。
関係情報は、例えば、図４に示す関係情報テーブル１０１Ｔとして、記憶部５０２に記憶される。関係情報テーブル１０１Ｔは、“周波数”ごとにレコードをもつ。各レコードは、“周波数”、“第１温度範囲”、“第２温度範囲”、“第３温度範囲”、及びそれぞれの温度範囲に対応付けられたフィルタ向き情報である“θ１”、“θ２”、“θ３”の各値をもつ。“周波数”は、光波長選択フィルタモジュール１００が透過すべき光の周波数を表す。
より具体的には、Ｎを１以上の整数として、関係情報テーブル１０１ＴがＮ個のレコードをもつ場合、ｋを１以上Ｎ以下の整数として、ｋ番目のレコードは、“周波数ｋ”、“第１＿ｋ温度範囲”、“第２＿ｋ温度範囲”、“第３＿ｋ温度範囲”、及びそれぞれの温度範囲に対応付けられたフィルタ向き情報である“θ１＿ｋ”、“θ２＿ｋ”、“θ３＿ｋ”の各値をもつ。
【００３７】
“第１＿ｋ温度範囲”は、素子測定温度が第１＿ｋ温度範囲内の温度である場合において、“周波数ｋ”が示す周波数が透過周波数となるフィルタ向き情報“θ１＿ｋ”に対応付けられている。第１＿ｋ温度範囲は、第１＿ｋ温度以上第２＿ｋ温度未満の温度である。第１＿ｋ温度及び第２＿ｋ温度は予め定められた温度であって、第２＿ｋ温度は第１＿ｋ温度より高い温度である。
“第２＿ｋ温度範囲”は、素子測定温度が第２＿ｋ温度範囲内の温度である場合において、“周波数ｋ”が示す周波数が透過周波数となるフィルタ向き情報“θ２＿ｋ”に対応付けられている。第２＿ｋ温度範囲は、第２＿ｋ温度以上第３＿ｋ温度未満の温度である。第３＿ｋ温度は予め定められた温度であって、第２＿ｋ温度より高い温度である。
“第３＿ｋ温度範囲”は、素子測定温度が第３＿ｋ温度範囲内の温度である場合において、“周波数ｋ”が示す周波数が透過周波数となるフィルタ向き情報“θ３＿ｋ”に対応付けられている。第３＿ｋ温度範囲は、第３＿ｋ温度以上第４＿ｋ温度未満の温度である。第４＿ｋ温度は予め定められた温度であって、第３＿ｋ温度より高い温度である。
第１＿ｋ温度〜第４＿ｋ温度は、光波長選択フィルタモジュール１００が動作する温度であればどのような温度であってもよい。また、関係情報テーブル１０１Ｔには、動作保証温度範囲における下限温度（本例では第１＿ｋ温度）及び上限温度（本例では第４＿ｋ温度）は、設定しなくてもよい。
【００３８】
図１の説明に戻る。
周波数情報取得部５０３は、光波長選択フィルタモジュール１００が透過すべき光の周波数情報を取得する。周波数情報取得部５０３は、周波数情報を取得可能であればどのように構成されてもよい。周波数情報取得部５０３は、例えば、周波数情報を出力する装置に自装置を接続するインタフェースとして構成されてもよい。この場合、周波数情報取得部５０３は、インタフェースを介して、周波数情報を出力する装置が出力する周波数情報を取得する。
【００３９】
測定温度取得部５０４は、温度測定素子４から素子測定温度を示す情報である温度情報を取得する。測定温度取得部５０４は、温度測定素子４から温度情報を取得可能であればどのように構成されてもよい。測定温度取得部５０４は、例えば、温度測定素子４に自装置を接続するためのインタフェースとして構成されてもよい。この場合、測定温度取得部５０４は、インタフェースを介して、温度測定素子４が出力する温度情報を取得する。なお、測定温度取得部５０４は、温度情報取得部の一例である。
出力部５０５は、駆動部３の動作を制御する制御信号を出力する。出力部５０５は、制御信号を駆動部３に出力可能であればどのように構成されてもよい。出力部５０５は、例えば、駆動部３に自装置を接続するためのインタフェースとして構成されてもよい。この場合、出力部５０５は、インタフェースを介して、制御信号を駆動部３に出力する。
【００４０】
図５は、第１の実施形態における制御部５０１の機能構成の一例を示す図である。
制御部５０１は、フィルタ向き決定部５１０及び制御信号生成部５２０を備える。
【００４１】
フィルタ向き決定部５１０は、フィルタ向き決定処理を実行する。フィルタ向き決定処理は、周波数情報、素子測定温度及び関係情報に基づいて、素子測定温度において周波数情報が示す周波数の光を透過させる光学フィルタ１の向きをフィルタ向き決定部５１０が決定する処理である。以下、フィルタ向き決定部５１０がフィルタ向き決定処理によって決定した光学フィルタ１の向きを、決定向き、という。フィルタ向き情報がフィルタ入射角を示す情報である場合、決定向きは、フィルタ入射角によって光学フィルタ１の向きを示す。
【００４２】
制御信号生成部５２０は、駆動部３の動作によって光学フィルタ１が決定向きを向くように駆動部３の動作を制御する信号（以下「向き制御信号」という。）を生成する。制御信号生成部５２０は、生成した向き制御信号を、出力部５０５を介して、駆動部３に出力する。向き制御信号を取得した駆動部３は、光学フィルタ１が決定向きを向くように動作する。向き制御信号を取得した駆動部３は、光学フィルタ１が決定向きを向くように動作すれば、どのような制御信号に基づいてどのような動作をしてもよい。
【００４３】
図６は、第１の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００が透過周波数を変更及び温度補償する処理の一例を示すフローチャートである。
【００４４】
周波数情報取得部５０３が、周波数情報を取得する（ステップＳ１０１）。温度測定素子４が測定箇所の温度を測定する（ステップＳ１０２）。測定温度取得部５０４が、ステップＳ１０２において取得された素子測定温度を取得する（ステップＳ１０３）。
フィルタ向き決定部５１０が、フィルタ向き決定処理を実行する（ステップＳ１０４）。具体的には、フィルタ向き決定部５１０が、周波数情報、素子測定温度及び関係情報に基づいて、素子測定温度において周波数情報が示す周波数の光を透過させる光学フィルタ１の向きを決定する。
【００４５】
制御信号生成部５２０が、向き制御信号を生成する（ステップＳ１０５）。生成された向き制御信号は出力部５０５を介して駆動部３に出力される。向き制御信号を取得した駆動部３は、光学フィルタ１が決定向きを向くように動作する（ステップＳ１０６）。
【００４６】
図７は、第１の実施形態における素子測定温度に基づいて光学フィルタ１の向きが変更されることによるピーク周波数の変化の一例を示す図である。
以下、説明の簡単のため、基準透過率は透過周波数特性が有する透過率のピークの半分の透過率であると仮定する。
以下、説明の簡単のため、各第１組合せにおける光学フィルタ１が有する透過周波数特性は、半値全幅が概ね５０ＧＨｚのピークを１つ有する特性であると仮定する。
以下、説明の簡単のため、周波数情報が示す周波数は１８７．８ＴＨｚであると仮定する。
以下、説明の簡単のため、図７において、動作保証温度範囲は０℃以上８０℃以下であり、基準測定温度は２５℃であると仮定する。なお、基準測定温度は、周波数情報が示す周波数が予め定められた所定のフィルタ入射角（以下「基準フィルタ入射角」という。）においてピーク周波数となる素子測定温度である。
【００４７】
図７の横軸は、素子測定温度を表す。図７の縦軸は、ピーク周波数を表す。図７の縦軸は、１８７．７ＴＨｚから１８７．９ＴＨｚまでの周波数を示す。１８７．７ＴＨｚ及び１８７．９ＴＨｚは、光の周波数間隔が１００ＧＨｚに設定されているシステムにおいて１８７．８ＴＨｚに隣接する周波数である。
図７は、フィルタ入射角が基準フィルタ入射角であって素子測定温度が基準測定温度である場合に、ピーク周波数は１８７．８ＴＨｚであることを示す。図７は、フィルタ入射角が基準フィルタ入射角であって素子測定温度が基準測定温度である場合に、（１８７．８−０．０２５）ＴＨｚから（１８７．８＋０．０２５）ＴＨｚの範囲内の周波数が透過周波数であることを示す。
【００４８】
図７は、測定温度が５℃未満であってフィルタ入射角が基準フィルタ入射角である場合、ピーク周波数は、１８７．８ＴＨｚよりも０．２５ＴＨｚ以上高い周波数であることを示す。このことは、測定温度が５℃未満であってフィルタ入射角が基準フィルタ入射角である場合、周波数情報が示す周波数は透過周波数では無いことを意味する。そのため、図７は、例えば、測定温度が１５℃未満の場合には、光学フィルタ１をピーク周波数が３０ＧＨｚ低下する角度だけ回転させれば、周波数情報が示す周波数が非透過周波数から透過周波数になることを示す。なお、非透過周波数とは、透過周波数ではない周波数である。
【００４９】
図７は、測定温度が４５℃を超えてフィルタ入射角が基準フィルタ入射角である場合、ピーク周波数は、１８７．８ＴＨｚよりも０．２５ＴＨｚ以上低い周波数であることを示す。このことは、測定温度が４５℃を超えてフィルタ入射角が基準フィルタ入射角である場合、周波数情報が示す周波数は透過周波数では無いことを意味する。そのため、図７は、例えば、測定温度が４５℃を超える場合には、光学フィルタ１をピーク周波数が５０ＧＨｚ上昇する角度だけ回転させれば、周波数情報が示す周波数が非透過周波数から透過周波数になることを示す。
【００５０】
このように構成された第１の実施形態における光波長選択フィルタモジュール１００は、光学フィルタ１の温度に応じた温度を示す素子測定温度と、周波数情報とに基づいて光学フィルタ１を回転させ、周波数情報が示す周波数の光を基準透過率以上の透過率で透過させる。
そのため、このように構成された光波長選択フィルタモジュール１００は、透過光Ｌｏｕｔを観測することなく周波数情報が示す周波数の光を基準透過率以上の透過率で透過させることができる。このため、このように構成された光波長選択フィルタモジュール１００は、光学フィルタの温度変化による透過周波数（透過波長）のシフトの補償と、装置の簡易化とを両立することができる。
【００５１】
（変形例）
関係情報は、所定の周波数ごとに４つ以上の異なる素子測定温度に対して、それぞれ異なるフィルタ向き情報を対応させる情報であってもよい。
【００５２】
図８は、第１の実施形態の変形例における関係情報に基づいて光学フィルタ１の向きが変更されることによるピーク周波数の変化の一例を示す図である。
より具体的には、図８は、所定の周波数ごとに異なる素子測定温度に対してそれぞれ異なるフィルタ入射角を連続的に対応させた関係情報の一例に基づいて光学フィルタ１の向きが変更されることによるピーク周波数の変化を示す図である。
【００５３】
図８の横軸は、素子測定温度を表す。図８の縦軸は、ピーク周波数を表す。
図８において、グラフ１Ｇは、フィルタ入射角が一定の時のピーク周波数の素子測定温度依存性を示す。図８は、横軸が表す温度が素子測定温度である場合には、フィルタ入射角がグラフ２Ｇの示す周波数を基準測定温度におけるピーク周波数とするフィルタ入射角となるように、素子測定温度に対して光学フィルタ１を連続的に回転させることで、グラフ１Ｇが表す温度依存性によるピーク周波数のシフトを０にすることができることを示す。
【００５４】
なお、図８のグラフ２Ｇに対応する関係情報は、所定の周波数ごとの関数であって、素子測定温度を入力としフィルタ向き情報を出力とする関数であってもよい。関係情報が関数である場合、制御部５０１は、素子測定温度に応じて、一意にフィルタ向きを決定することができる。
【００５５】
このように構成された第１の実施形態の変形例における光波長選択フィルタモジュール１００は所定の周波数ごとに４つ以上の異なる素子測定温度に対してそれぞれ異なるフィルタ向き情報を対応させる関係情報に基づいて、光学フィルタ１の向きを変更する。そのため、このように構成された第１の実施形態の変形例における光波長選択フィルタモジュール１００は、第１の実施形態における光波長選択フィルタモジュール１００よりも精度よく周波数情報が示す周波数の光の透過率を制御することができる。
【００５６】
なお、光学フィルタ１が誘電体多層膜フィルタである場合、誘電体多層膜フィルタの透過波長はフィルタ入射角θ＝０の時に最長となるため、光波長選択フィルタモジュール１００は、フィルタ入射角θ＝０の時の波長よりも長波側の波長の光を透過させることができない。
そこで、基準測定温度のフィルタ入射角θ＝０におけるピーク周波数が所望の周波数よりも低周波数である光学フィルタ１を用いることによって、補償の可能な温度範囲を拡大することができる。
このような光学フィルタ１を用いた場合には、ピーク周波数を所望の周波数とするため、基準測定温度におけるフィルタ入射角としてある程度の傾き角が必要となる。この場合、初めから誘電体多層膜フィルタをアクチュエータ２に対して斜めに取り付けるようにしてもよい。
【００５７】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００ａの機能構成の一例を示す図である。
光波長選択フィルタモジュール１００ａは、光学フィルタ１、アクチュエータ２、駆動部３、温度測定素子４、及び制御装置５に加えて、さらに変形素子６を備える点で光波長選択フィルタモジュール１００ａと異なる。
【００５８】
変形素子６は、変形素子６の温度（以下「変形素子温度」という。）の変化に応じて変形素子温度に応じた所定の形状に変形する。変形素子６は、変形素子温度の変化に応じて変形素子温度に応じた所定の形状に変形するものであればどのようなものであってもよい。変形素子６は、例えば、変形素子温度に応じて湾曲するバイメタル、あるいは変形素子温度に応じて湾曲する形状記憶合金を有する梁であってもよい。変形素子６は、バイメタルあるいは形状記憶合金によって構成されるトーションバーであってもよい。
【００５９】
変形素子６は、変形素子温度がフィルタ温度と１対１対応の関係にある箇所に位置する。変形素子６は、光学フィルタ１とアクチュエータ２との間に設けられる。変形素子６は、変形素子温度に応じた形状に変形することで光学フィルタ１を変形素子温度に応じた所定の角度だけ回転させる。
そのため、光波長選択フィルタモジュール１００ａにおいては、アクチュエータ２による制御と変形素子６の変形との少なくとも一方によって光学フィルタ１の向きが変化する。
【００６０】
図１０は、第２の実施形態における光学フィルタ１がアクチュエータ２及び変形素子６によって回転させられた状態にある光波長選択フィルタモジュール１００ａの一例を示す図である。
図１０は、光学フィルタ１が図９の状態から、アクチュエータ２及び変形素子６によって角度θだけ回転させられたことを示す。図９における、フィルタ入射角が０ｄｅｇである場合、図１０において、フィルタ入射角はθである。
【００６１】
このように構成された光波長選択フィルタモジュール１００ａが記憶する周波数と素子測定温度とフィルタ向き情報との関係は、例えば、動作保証温度範囲の上下限近傍での変形素子６の変形による光学フィルタ１の向きと変形素子温度との関係の非線形性を補償する程度の軽微なものでよい。すなわち、第２の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００ａによれば、第１の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００と比較して、図７に示した無調整の温度範囲が拡大されたのと同等の効果が得られる。
また、このように構成された光波長選択フィルタモジュール１００ａは、変形素子６を備えるため、アクチュエータ２による駆動に加えて、さらに変形素子６の変形によって、光学フィルタ１が温度に応じた所定の角度だけ回転する。そのため、第２の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００ａによれば、第１の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００と比較して、光学フィルタ１を所定の角度だけ回転させる際に駆動部３及びアクチュエータ２によって消費される駆動のためのエネルギーの消費を軽減することができる。
さらに、このように構成された光波長選択フィルタモジュール１００ａは、適用する光アクセスシステムにより決まる波長シフトの許容量が、変形素子６の変形によって変化する透過周波数の範囲に収まるならば、アクチュエータ２を用いて行う温度補償が不要となる。そのため、第２の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００ａは、第１の実施形態の光波長選択フィルタモジュール１００よりも温度と向き差との関係の設定稼働を減らすことができる。
【００６２】
なお、光波長選択フィルタモジュール１００が備える制御装置５の各機能の全て又は一部は、コンピュータと制御プログラムとを用いて実現されてもよいし、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。制御プログラム及び関係情報は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。制御プログラム及び関係情報は、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【００６３】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１００、１００ａ…光波長選択フィルタモジュール，  １…光学フィルタ,  ２…アクチュエータ，  ３…駆動部，  ４…温度測定素子，  ５…制御装置，  ６…変形素子,  ５０１…制御部，  ５０２…記憶部，  ５０３…周波数情報取得部，  ５０４…測定温度取得部，  ５０５…出力部，  ５１０…フィルタ向き決定部，  ５２０…制御信号生成部
【図１】
2020101765.tif 000003
【図２】
2020101765.tif 000004
【図３】
2020101765.tif 000005
【図４】
2020101765.tif 000006
【図５】
2020101765.tif 000007
【図６】
2020101765.tif 000008
【図７】
2020101765.tif 000009
【図８】
2020101765.tif 000010
【図９】
2020101765.tif 000011
【図１０】
2020101765.tif 000012