(57)【要約】      （修正有）【課題】非線形光学素子のような光導体の状態変化を抑制する光導体調整装置、光導体調整方法、中継装置及び光ネットワークを提供する。【解決手段】光導体４に入力する光信号Ｇａと光導体４から出力された光信号Ｇｂとが入力して、これらの光信号Ｇａ，Ｇｂの位相差を検出する相関検出部２と、相関検出部２が検出した位相差に基づき光導体４の光路長を調整する状態調整部３とを備える。状態調整部３は光路長の変動を抑制し、光導体４から出力される光信号Ｇｂの波長を目標に一致させる。【選択図】図１
2010217526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導体に入力する光信号と前記光導体から出力された光信号とが入力して、これらの光信号の位相差を検出する相関検出部と、
前記相関検出部が検出した位相差に基づき前記光導体の光路長を調整する状態調整部とを備えることを特徴とする光導体調整装置。
【請求項２】
請求項１記載の光導体調整装置であって、
前記光導体に入力する光信号から所定の波長の光信号を選択して、前記相関検出部に入力させると共に、前記光導体から出力された光信号から所定の波長の光信号を選択して、前記相関検出部に入力させるフィルタ部を備えることを特徴とする光導体調整装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光導体調整装置であって、
少なくとも前記光導体調整装置が起動されたとき、前記フィルタ部により選択された２つの光信号の位相差を最小にして、前記相関検出部に入力させる位相調整部を備えることを特徴とする光導体調整装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光導体調整装置であって、
前記光導体が、周期分極反転構造の非線形光学素子であることを特徴とする光導体調整装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか１項に記載の光導体調整装置であって、
前記状態調整部が、前記相関検出部からの信号が最小になるように、前記光導体の温度を調整することを特徴とする光導体調整装置。
【請求項６】
請求項１乃至４いずれか１項に記載の光導体調整装置であって、
前記状態調整部が、前記相関検出部からの信号が最小になるように、前記光導体に磁場を印加することを特徴とする光導体調整装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光導体調整装置であって、
前記状態調整部が、前記相関検出部からの信号が最小になるように、前記光導体に荷重を加えることを特徴とする光導体調整装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光導体調整装置と、
出力する光信号の波長が変えられる波長可変光源と、
入力した第１の光信号の波長を検出する波長検出部と、前記波長検出部が検出した第１の光信号の波長に対応して予め設定された波長の第２の光信号を前記波長可変光源に出力させる光源制御部とを備えた光源制御装置と、
前記第１の光信号と前記第２の光信号とが入力すると共に光路長が前記光導体調整装置により調整されて、調整された前記光路長の下で前記第１の光信号及び前記第２の光信号に基づき所定の波長変換を行った光信号を出力する光導体とを有することを特徴とする中継装置。
【請求項９】
請求項８に記載の中継装置であって、
前記光導体から出力された第３の光信号を分岐する第２の分岐部を備え、
前記波長検出部が、入力した前記第１の光信号の波長を検出すると共に、前記第２の分岐部からの前記第３の光信号の波長を検出して、検出結果を前記光源制御部に出力し、
前記光源制御部が、前記第２の光信号の波長を前記第３の光信号の波長に基づき補正した波長の光信号を前記波長可変光源に出力させることを特徴とする中継装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の中継装置であって、
前記第２の分岐部が分岐した一方の第３の光信号を前記光導体調整装置のフィルタ部に入力することを特徴とする中継装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の中継装置であって、
前記波長可変光源からの第２の光信号を分岐する第４の分岐部を備え、
前記波長検出部が、入力した前記第１の光信号の波長を検出すると共に、前記第４の分岐部からの光信号の波長を検出して、検出結果を前記光源制御部に出力し、
前記光源制御部が、前記第１の光信号の波長に対応して予め設定された波長の光信号を前記波長可変光源に出力させる際に、前記光信号の波長を前記第４の分岐部からの前記第２の光信号の波長に基づき補正することを特徴とする中継装置。
【請求項１２】
第１の光ネットワークと、
第２の光ネットワークと、
前記第１の光ネットワークと前記第２光ネットワークとを接続して、前記第１の光ネットワークと前記第２光ネットワークとの間で伝送される光信号の中継を行う請求項８乃至１１のいずれか１項に記載された中継装置とを備えることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光ネットワークであって、
前記第１の光ネットワークは、ＣＷＤＭ方式であり、前記第２の光ネットワークはＤＷＤＭ方式であることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項１４】
光導体に入力する光信号と前記光導体から出力された光信号の位相差を検出する手順と、
前記位相差に基づき前記光導体の光路長を調整する手順とを備えることを特徴とする光導体調整方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光導体調整方法であって、
前記光導体に入力する光信号から所定の波長の光信号を選択すると共に、前記光導体から出力された光信号から所定の波長の光信号を選択する手順を有することを特徴とする光導体調整方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光導体調整方法であって、
少なくとも前記光導体が動作を開始した際における前記光導体に入力する光信号から選択した所定の波長の光信号と、前記光導体から出力された光信号から選択した所定の波長の光信号との位相差が最小にする手順を有することを特徴とする光導体調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導体調整装置、光導体調整方法、中継装置及び光ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバによる情報伝達量を増大させる方式として、波長分割多重（ＷＤＭ；Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式がある。このＷＤＭ方式には、低密度波長分割多重（ＣＷＤＭ；Ｃｏａｒｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ；Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）等の方式がある。このような波長分割多重方式においては、光ファイバに波長の異なる複数の光信号を多重伝送する。これにより情報伝達量の増大が図られている。
【０００３】
ＤＷＤＭ方式とＣＷＤＭ方式とにおける光信号の多重数、利用する光信号の波長及びその波長間隔等が異なっている。このためＤＷＤＭ方式とＣＷＤＭ方式とを接続する際に波長変換、波長間隔等の調整を行う中継装置を設けている。これらの調整を行うために、中継装置には非線形光学素子や波長可変光源が用いられることがある。
【０００４】
例えば、特開２００７−７９２２７号公報には、波長可変光源と、固定波長光源と、非線形光学素子とを備えた構成が提案されている（特許文献１参照）。非線形光学素子には、波長可変光源からの光信号と固定波長光源からの光信号とが入力する。そして、これらの光信号は、非線形光学素子を通過する際に非線形光学効果により波長変換されて出力される。
【０００５】
ところで、ＣＷＤＭ方式における光信号の波長間隔は、約２０ｎｍ以上と規定されている。一方、ＤＷＤＭ方式における光信号の波長間隔は、１ｎｍ程度である。このように、ＤＷＤＭ方式では波長間隔が非常に狭いため、非線形光学素子から出力された光信号の波長がずれると、光信号の間で干渉が発生することがある。従って、中継装置は、ＤＷＤＭ方式において規定された光信号の波長に対して、一致度の高い波長の光信号を出力する必要がある。また、特許文献１は、波長可変光源の駆動電流をフィードバック制御することにより、中継装置から出力される光信号の出力パワーの変動を抑制する提案を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−７９２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したような中継装置から出力される光信号の波長は、波長可変光源から出力される光信号の波長変動や非線形光学素子の波長変換特性の変動によって、変動する。上記特許文献１は、かかる非線形光学素子の波長変換特性の変動については考慮していないため、出力する光信号の波長を高精度に制御できない問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の主目的は、非線形光学素子のような光導体の状態変化を抑制する光導体調整装置、光導体調整方法、中継装置及び光ネットワークを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、光導体調整装置は、光導体に入力する光信号と光導体から出力された光信号とが入力して、これらの光信号の位相差を検出する相関検出部と、相関検出部が検出した位相差に基づき光導体の光路長を調整する状態調整部とを備える。
【００１０】
また、中継装置は、上記の光導体調整装置と、出力する光信号の波長が変えられる波長可変光源と、入力した第１の光信号の波長を検出する波長検出部と、波長検出部が検出した第１の光信号の波長に対応して予め設定された波長の第２の光信号を波長可変光源に出力させる光源制御部とを備えた光源制御装置と、第１の光信号と第２の光信号とが入力すると共に光路長が光導体調整装置により調整されて、調整された光路長の下で第１の光信号及び第２の光信号に基づき所定の波長変換を行った光信号を出力する光導体とを有する。
【００１１】
また、光ネットワークは、第１の光ネットワークと第２光ネットワークとを接続して、第１の光ネットワークと第２光ネットワークとの間で伝送される光信号の中継を行う上記の中継装置とを備えることを特徴とする光ネットワーク。
【００１２】
さらに、光導体調整方法は、光導体に入力する光信号と光導体から出力された光信号の位相差を検出する手順と、位相差に基づき光導体の光路長を調整する手順とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光導体の状態変化が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にかかる第１の実施形態の光導体調整装置のブロック図である。
【図２】本発明にかかる第２の実施形態の光ネットワークのブロック図である。
【図３】第２の実施形態にかかる中継装置のブロック図である。
【図４】第２の実施形態にかかる非線形光学素子の構成を説明する図である。
【図５】第２の実施形態にかかる波長可変光源の制御手順を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態にかかる非線形光学素子の状態変化を調整する手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明にかかる第３の実施形態の中継装置のブロック図である。
【図８】本発明にかかる第４の実施形態の中継装置のブロック図である。
【図９】本発明にかかる第５実施形態の中継装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の実施形態を図を参照して説明する。図１は第１の実施形態にかかる光導体調整装置１の構成を示すブロック図である。この光導体調整装置１は、相関検出部２、状態調整部３及び、光導体４を備える。
【００１６】
相関検出部２は、光導体４に入力する光信号Ｇａと、この光導体４から出力された光信号Ｇｂとの位相差を検出する。状態調整部３は、相関検出部２が検出した位相差に基づき、この位相差を最小にするように、光導体４の光路長を調整する。
【００１７】
光信号Ｇａは光導体４を通過する際に位相変調や波長変調等を受けるため、光信号Ｇｂの位相や波長等は、光信号Ｇａと異なるようになる。このとき、例えば、光導体４が温度変化することにより光路長が変化すると、位相変調や波長変調等の変調量は、光路長が変化しないとした場合の変調量からずれる。
【００１８】
本実施形態においては、状態調整部３が光路長の変動を抑制する。従って、光導体４の温度変化等の状態変動により生じる光信号の位相や波長の変動が抑制できる。即ち、光導体４から出力される光信号Ｇｂの波長は、目標とする波長に一致させることができる。よって、光導体の状態変化が抑制できる。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。図２は、ＣＷＤＭ光ネットワーク６とＤＷＤＭ光ネットワーク７とが、中継装置１０Ｂにより接続された光ネットワーク５を示している。以下の説明では、ＣＷＤＭ光ネットワーク６からの光信号を中継装置１０Ｂで波長変換してＤＷＤＭ光ネットワーク７に出力する場合を例に説明する。しかし、本実施形態は、これに限定されずＤＷＤＭ光ネットワーク７からの光信号を中継装置１０Ｂで波長変換してＣＷＤＭ光ネットワーク６に出力する場合にも適用できる。また、以下の説明では、中継装置１０Ｂに入力する光信号は、１つの光信号である場合を例に説明する。しかし、ＣＷＤＭ光ネットワーク６等からの光信号には複数の光信号が含まれている。このような場合には、複数の中継装置１０Ｂをパラレルに接続して用いる。そして、分波器を用いて入力する複数の光信号を各波長ごとに各中継装置１０Ｂに振り分けるようにする。
【００２０】
図３は、中継装置１０Ｂのブロック図である。中継装置１０Ｂは、第１の合波部２０、波長可変光源２１、非線形光学素子（光導体）２２、光導体調整装置８、光源制御装置９Ｂを備える。波長可変光源２１は、複数の直線光導波路、複数のリング型光導波路、少なくとも１つのリング型光導波路を加熱するヒータを有する多重リング共振器をレーザ共振器とし、これにレーザ増幅媒体を組み合わせたレーザ光源である。なお、直線光導波路、リング型光導波路、ヒータ等は図示省略する。そして、ヒータにより１つのリング型光導波路の温度を変える。これにより、このリング型光導波路の屈折率が変化して、共振波長が変わる。即ち、波長可変光源２１から出力される光信号の波長が変化する。この光信号を光信号Ｇ２と記載する。
【００２１】
光導体調整装置８は、フィルタ部２５，第２の合波部２６，位相調整部２７，相関検出部２８及び、状態調整部２９を備える。フィルタ部２５は、第１のフィルタ２５ａ及び第２のフィルタ２５ｂを備える。また、光源制御装置９Ｂは、第１の分岐部３３、波長検出部３４、光源制御部３５を備える。なお、以下の説明では、第２のフィルタ２５ｂと第２の合波部２６の間に位相調整部２７を設けた場合について説明するが、第１のフィルタ２５ａと第２の合波部２６の間に位相調整部２７を設けても同様の作用効果を得ることができることを予め付言する。
【００２２】
光源制御装置９Ｂにおける第１の分岐部３３は、光信号Ｇ１を分岐する。この光信号Ｇ１は、例えば、ＣＷＤＭ光ネットワーク６からＤＷＤＭ光ネットワーク７に情報伝達する場合には、ＣＷＤＭ光ネットワーク６から入力した光信号である。分岐された光信号Ｇ１の一方は第１の合波部２０に入力し、他方は波長検出部３４に入力する。
【００２３】
波長検出部３４は、スペクトルアナライザ等に用いられている公知の波長検出方法により第１の分岐部３３からの光信号Ｇ１の波長を検出する。波長検出部３４は、検出した波長を示す波長信号ｆ２を光源制御部３５に出力する。光源制御部３５は、波長信号ｆ２に基づき波長可変光源２１を制御する。この光源制御部３５には、波長信号ｆ２が示す波長と波長可変光源２１で出力する光信号Ｇ２の波長との対応関係（例えば、テーブル等）が、予め設定されている。波長可変光源２１から出力される光信号の波長は、リング型光導波路の屈折率に依存し、この屈折率はリング型光導波路の温度に依存する。そこで、光源制御部３５は、この温度を設定するためのヒータ電流値を光信号Ｇ２の波長に基づき決定する。このヒータ電流値は、駆動信号ｆ３として波長可変光源２１に出力される。
【００２４】
第１の合波部２０は、光源制御装置９Ｂからの光信号Ｇ１と波長可変光源２１からの光信号Ｇ２とを合波する。この第１の合波部２０は、ハーフミラー等から形成されている。このため光信号Ｇ１の一部は、第１のフィルタ２５ａに入力する。同様に、波長可変光源２１からの光信号Ｇ２の一部も第１の合波部２０を通過して第１のフィルタ２５ａに入力する。従って、光信号Ｇ１と光信号Ｇ２とは、非線形光学素子２２に入力すると共に、第１のフィルタ２５ａにも入力する。以下、光信号Ｇ１の波長をλ１、光信号Ｇ２の波長をλ２と記載する。
【００２５】
非線形光学素子２２は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＬｉＮｂ（ｘ）Ｔａ（１−ｘ）Ｏ３（０≦ｘ≦１）等のうちの１つを材料とし、周期分極反転構造が形成されている。そして、入力する光信号Ｇ１と光信号Ｇ２とが、下記の式１及び式２で表される波長変換を受けて光信号Ｇ３となる。以下、非線形光学素子２２から出力された光信号を光信号Ｇ３と記載し、その波長をλ３と記載する。図４は、このような非線形光学素子２２の構成を示す模式図である。図中、Λは分極反転構造の周期を示し、半周期毎に自発分極の向きが反転している。非線形光学素子２２に波長λ１の光信号Ｇ１と波長λ２の光信号Ｇ２とが入力すると、この非線形光学素子２２において
ｎ３／λ３−ｎ２／λ２−ｎ１／λ１−１／Λ＝０    …（式１）
１／λ３＝１／λ１＋１／λ２                      …（式２）
を満たす波長変換が行われる。ここで、ｎ１は光信号Ｇ１に対する屈折率、ｎ２は光信号Ｇ２に対する屈折率、ｎ３は光信号Ｇ３に対する屈折率である。
【００２６】
なお、式１及び式２は、２つの光信号が非線形光学素子に入力すると、これらと異なる波長の光信号が出力されることを示している。しかし、現実の非線形光学素子では、入力した２つの光信号の一部が非線形光学効果を受けずに（即ち、波長変換されずに）、そのまま出力される。図３において、光信号Ｇ１ｂ，Ｇ２ｂは、このように波長変換されずに非線形光学素子２２から出力された光信号を示している。従って、非線形光学素子２２から出力される光信号Ｇ４は、光信号Ｇ１ｂ，Ｇ２ｂ，Ｇ３を含む。
【００２７】
このとき、例えば、非線形光学素子２２が温度変化して光路長が変動する場合がある。光路長の変化は、式１における周期Λの変化等に対応するため、光信号Ｇ３の波長λ３も変化する。このことは、非線形光学素子２２の温度変化により、本来出力したい波長（目標波長）の光信号と異なる波長λの光信号が出力されることを意味する。波長の変化は、ＤＷＤＭ光ネットワークのように、波長間隔が狭い場合には、光信号の干渉を発生させる要因となる。
【００２８】
また、このような波長変換されずに出力された光信号Ｇ１ｂ，Ｇ２ｂであっても、非線形光学素子２２を通過することにより、光信号Ｇ１ｂ，Ｇ２ｂの位相がずれる。光導体調整装置８では、非線形光学素子２２の温度変化等の状態変化により光信号Ｇ３の波長が変動しないようにする。このために、波長変換されていない光信号の位相変化を利用する。この詳細については、後述する。
【００２９】
図３において、非線形光学素子２２の光軸Ｋ１は、第１の合波部２０からの光信号Ｇ１，Ｇ２の光路Ｋ２に対して角度θ傾斜している。このように非線形光学素子２２を傾斜させる理由は、以下の通りである。即ち、光導体調整装置８では、非線形光学素子２２で波長変換を受けなかった光信号Ｇ１ｂ，Ｇ２ｂに基づき非線形光学素子２２の状態変化を検出する。このために光信号Ｇ１ｂ、Ｇ２ｂを光導体調整装置８に導く必要が生じる。非線形光学素子２２の出射面Ｋ３から出力される光信号Ｇ４の一部は、この出射面Ｋ３で反射して入射面Ｋ４から出力される。そこで、反射された光信号Ｇ４の光路Ｋ５と入力する光信号Ｇ１，Ｇ２の光路Ｋ２とをずらすことにより（即ち、非線形光学素子２２を傾ける）、反射された光信号Ｇ４が第２のフィルタ２５ｂに入力するようにしている。
【００３０】
次に、光導体調整装置８の構成について説明する。フィルタ部２５を形成する第１のフィルタ２５ａと第２のフィルタ２５ｂとの透過波長は、それぞれ同じ値に設定されている。透過波長の設定値は、非線形光学素子２２の状態変化を波長λ１の光信号Ｇ１と光信号Ｇ１ｂとに基づき行うか、又は、波長λ２の光信号Ｇ２と光信号Ｇ２ｂとに基づき行うかにより決められる。即ち、フィルタ部２５は、透過波長がλ１に設定されている場合には、光信号Ｇ１、Ｇ１ｂを透過させ、また透過波長がλ２に設定されている場合には、光信号Ｇ２、Ｇ２ｂを透過させる。以下においては、透過波長がλ２に設定されている場合を例に説明する。
【００３１】
位相調整部２７は、相関検出部２８からの状態調整信号ｆ１の信号レベルが最小になるように、第２のフィルタ２５ｂを透過した光信号Ｇ２ｂの位相を調整する。なお、この位相調整における調整量（以下、初期調整量と記載する）は、中継装置１０Ｂの製品出荷時や起動時等（以下、初期状態と記載する）においてのみ設定される。そして、初期状態以外の運転時においては、この初期調整量に基づき光信号Ｇ２ｂを位相調整する。位相調整部２７から出力される光信号を光信号Ｇ２ｃと記載する。
【００３２】
第２の合波部２６は、第１のフィルタ２５ａからの光信号Ｇ２と位相調整部２７からの光信号Ｇ２ｃとを合波して、相関検出部２８に出力する。
【００３３】
相関検出部２８は、光信号Ｇ２と光信号Ｇ２ｃとの位相差を検出して、状態調整部２９及び位相調整部２７に状態調整信号ｆ１として出力する。位相差は、ヘテロダイン干渉法等の公知の方法を用いて検出することができる。
【００３４】
状態調整部２９は、状態調整信号ｆ１に基づき非線形光学素子２２の状態調整を行う。例えば、非線形光学素子２２が熱膨張することにより光路長が長くなり、正値の状態調整信号ｆ１が相関検出部２８から出力されたとする。このとき、状態調整部２９は、光路長を短くする。逆に状態調整信号ｆ１が負値の場合には、状態調整部２９は、光路長を長くする。そして、光路長の調整量は、状態調整信号ｆ１の大きさに比例する。これにより、光路長の変化が抑制される。従って、非線形光学素子２２の状態変化により、この非線形光学素子２２で波長変換されて出力された光信号Ｇ３の波長は、目標波長に一致又は近づけることが可能になる。
【００３５】
非線形光学素子２２の光路長を調整する方法として、例えば、温度制御方法、磁場制御方法、荷重制御方法等が例示できる。温度制御方法は、非線形光学素子２２の光路長の変化が、この非線形光学素子２２の熱膨張によるものであるとしたとき、その温度変化を抑制する方法である。例えば、非線形光学素子２２をペルチェ素子等の温度制御素子に固定して設ける。そして、状態調整信号ｆ１が正値の場合には、温度制御素子は非線形光学素子２２を冷却する。一方、状態調整信号ｆ１が負値の場合には、温度制御素子は非線形光学素子２２を加熱する。これにより、非線形光学素子２２の温度変化を抑制する。温度変化が抑制されるため、光路長の変動も抑制される。
【００３６】
また、磁場制御方法は、非線形光学素子２２に磁場を印加する方法である。非線形光学素子２２は、強誘電体からなる材料を含む。この強誘電体は、磁場により磁歪現象を起す。そこで、例えば、ヘルムホルツコイル等の磁気回路を設けることにより、光路長が長くなった場合には、非線形光学素子２２を収縮させるように磁場を印加する。逆に光路長を短くなった場合には、非線形光学素子２２を伸張させるように磁場を印加する。磁場制御方法の場合は、非線形光学素子２２と非接触で、この非線形光学素子２２の状態を変えることができるため、既存の構成がそのまま利用できる利点がある。また、磁歪現象により、非線形光学素子２２を高速で微少変位させることができるので、非線形光学素子２２から出力される光信号の波長を高精度に目標波長に一致させることが可能になる。
【００３７】
さらに、荷重制御方法は、非線形光学素子２２を圧電素子における伸縮面に固着することにより荷重を加える方法である。そして、光路長が長くなった場合には、状態調整信号ｆ１に基づき圧電素子を収縮させる。これにより非線形光学素子２２が収縮する。逆に光路長が短くなった場合には、圧電素子を伸張させる。これにより非線形光学素子２２が伸張する。よって、光路長の変動が抑制できる。この電歪現象も、非線形光学素子２２を高速で微少変位させることができるので、非線形光学素子２２から出力される光信号の波長を高精度に目標波長に一致させることが可能になる。
【００３８】
次に、中継装置１０Ｂの動作を説明する。図５は、光信号Ｇ１に基づき光信号Ｇ２を発生する際のフローチャートを示している。なお、以下の説明における各要素の番号は、図３の記載に基づいている。
【００３９】
ＣＷＤＭ光ネットワークからの光信号Ｇ１は、第１の分岐部３３により分岐される。分岐された光信号Ｇ１の一方は波長検出部３４に入力し、他方は第１の合波部２０に入力する。波長検出部３４は、光信号Ｇ１の波長検出を行う（ステップＳ１）。そして、波長検出部３４は、検出した波長を示す波長信号ｆ２を光源制御部３５に出力する。
【００４０】
光源制御部３５は、波長信号ｆ２が示す波長に基づき波長可変光源２１から出力する光信号Ｇ２の波長を設定する（ステップＳ２）。具体的には、波長可変光源２１におけるヒータ電流値を設定する。そして、このヒータ電流値を駆動信号ｆ３として波長可変光源２１に出力する。この駆動信号に基づき波長可変光源２１は、光信号Ｇ２を出力する（ステップＳ３）。
【００４１】
一方、第１の分岐部３３で分岐されて第１の合波部２０に入力した光信号Ｇ１は、第１の合波部２０において光信号Ｇ２と合波される。合波された光信号は、非線形光学素子２２に入力する。非線形光学素子２２は、式１及び式２に基づき波長λ３の光信号Ｇ３を出力する。
【００４２】
なお、非線形光学素子２２は、温度変化等の状態変化により光路長等が変化する。この光路長の変化により、非線形光学素子２２から出力される光信号Ｇ３の波長は、目標波長λ３からλ３’にずれる。そこで、この光路長の変動を抑制して、目標波長λ３の光信号Ｇ３が得られるように、状態調整部２９が非線形光学素子２２の状態変化を抑制する。
【００４３】
図６は、非線形光学素子２２の状態変化を抑制する手順を示すフローチャートである。非線形光学素子２２に入力した光信号Ｇ１，Ｇ２は、式１，式２に基づき波長変換されるが、一部の光信号Ｇ１，Ｇ２は波長変換されることなく非線形光学素子２２の出射面Ｋ３で反射されて第２のフィルタ２５ｂに入力する。
【００４４】
第１のフィルタ２５ａ及び第２のフィルタ２５ｂは、波長λ２の光信号Ｇ２ｂを透過するように設定されている。従って、第１のフィルタ２５ａから第２の合波部２６には、光信号Ｇ２が入力し、第２のフィルタ２５ｂから位相調整部２７には、光信号Ｇ２ｂが入力する。中継装置１０Ｂが起動された直後においては、初期調整量はゼロであるので、光信号Ｇ２ｃは位相調整部２７を素通りして（位相調整されずに）、光信号Ｇ２ｃとして第２の合波部２６に入力する。第２の合波部２６は、光信号Ｇ２と光信号Ｇ２ｃとを合波して相関検出部２８に出力する。
【００４５】
相関検出部２８は、光信号Ｇ２と光信号Ｇ２ｃとの位相差を検出して、その検出結果を状態調整信号ｆ１として出力する（ステップＳ１１）。このとき、中継装置１０Ｂが初期状態にあるときは、この状態調整信号ｆ１は位相調整部２７に出力される。また、初期状態以外の通常の運転状態にあるときは、状態調整信号ｆ１は状態調整部２９に出力される。
【００４６】
初期状態のとき、位相調整部２７は状態調整信号ｆ１を最小にするように、光信号Ｇ２ｂの位相を調整する。そして、状態調整信号ｆ１が最小になったときの位相調整量を初期調整量として保存する（ステップＳ１２）。初期調整量が保存されると、初期状態から通常の運転状態に変る。
【００４７】
通常の運転状態においては、位相調整部２７は保存されている初期調整量に従って光信号Ｇ２ｂの位相を調整する。また、この通常運転時においては、状態調整部２９は状態調整信号ｆ１を最小になるように非線形光学素子２２の状態変化を抑制する（ステップＳ１３〜ステップＳ１５）。
【００４８】
以上説明したように、非線形光学素子の状態変化が抑制できるようになり、目標波長の光信号が出力できるようになる。
【００４９】
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。第２の実施形態においては、非線形光学素子２２から出力される光信号Ｇ３の波長が、目標波長となるように、この非線形光学素子２２の状態変化を抑制した。しかし、複数の構成要素（例えば、波長可変光源２１や非線形光学素子２２等）の特性変動の積み上げにより、光信号Ｇ３の波長が目標とする波長から大きくずれる場合がある。このような場合に、個々の構成要素の調整を行うことも可能であるが、波長可変光源２１から出力される光信号Ｇ２の波長λ２を調整することも可能である。そこで、第３の実施形態では、波長可変光源２１をフィードバック制御する。
【００５０】
即ち、光信号Ｇ１の波長をλ１、波長可変光源２１から出力されている光信号Ｇ２の波長をλ２とし、非線形光学素子２２から出力された光信号Ｇ３の波長がλ３’であったとする。このとき、光信号Ｇ３の波長を目標波長のλ３にするために、光信号Ｇ２の波長をλ２からλ２’に調整する。
【００５１】
図７は、第３の実施形態にかかる中継装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。なお、第２の実施形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００５２】
第３の実施形態の光源制御装置９Ｃは、第２の実施の形態における光源制御装置９Ｂに対して第２の分岐部３８が追設されている。この第２の分岐部３８は、非線形光学素子２２の出力側に設けられて、非線形光学素子２２からの光信号Ｇ４を分岐する。分岐された光信号Ｇ４の一方は、波長検出部３４ｃに入力され、他方はＤＷＤＭ光ネットワークに出力される。
【００５３】
波長検出部３４ｃには、第１の分岐部３３からの光信号Ｇ１と第２の分岐部３８からの光信号Ｇ４が入力する。光信号Ｇ４には、光信号Ｇ１ｂ，Ｇ２ｂ，Ｇ３が含まれている。そこで、波長検出部３４ｃには、図示しないフィルタが設けられて、このフィルタにより光信号Ｇ４から光信号Ｇ３を選択する。そして、波長検出部３４ｃは、第１の分岐部３３からの光信号Ｇ１の波長を検出すると共に、第２の分岐部３８からの光信号Ｇ３の波長を検出する。検出された光信号Ｇ１の波長λ１及び光信号Ｇ３の波長λ３’を示す波長信号ｆ２ｃは、光源制御部３５ｃに出力される。
【００５４】
光源制御部３５ｃは、波長λ１に基づき波長λ２を算出する。即ち、光源制御部３５ｃは、波長信号ｆ２ｃから光信号Ｇ１の波長λ１に対応した波長λ３の光信号Ｇ３を非線形光学素子２２から出力させるために、式１及び式２を満たす波長λ２を算出する。そして、光源制御部３５ｃは、算出した波長λ２の光信号Ｇ２を波長可変光源２１から出力させるためのヒータの通電量Ｗ１を設定する。
【００５５】
このヒータ電流値Ｗ１により波長可変光源２１が駆動された結果、非線形光学素子２２から波長λ３’の光信号Ｇ３が出力されたので、光源制御部３５ｃは、この波長λ３’に基づきヒータ電流値Ｗ１を調整する。
【００５６】
即ち、光源制御部３５ｃは、非線形光学素子２２から波長λ３’の光信号Ｇ３を出力するための波長を式１及び式２から算出する。この波長をλ２’とする。そして、例えば、波長λ２と波長λ２’との比（λ２’／λ２）をヒータ電流値Ｗ１の調整項として、ヒータ電流値を算出する。この調整されたヒータ電流値をＷ２と記載する。ヒータ電流値Ｗ２は、Ｗ１×（λ２’／λ２）となる。これにより、波長可変光源２１から波長λ２’の光信号Ｇ２が出力されて、非線形光学素子２２から波長λ３の光信号が出力されるようになる。なお、上記ヒータ電流値Ｗ２の算出方法（調整項の定義）は、波長可変光源２１の構造に依存して決定されるものであることを付言する。
【００５７】
以上により、非線形光学素子から出力される光信号の波長が、目標波長から大きくずれた場合でも、このずれを補正することができるようになる。
【００５８】
次に、第４の実施形態を説明する。これまでの各実施の形態においては、非線形光学素子２２の出射面で反射された光信号Ｇ４を第２のフィルタ２５ｂに入力させるために、非線形光学素子２２は傾けて設けられていた。これに対し、第４の実施形態の非線形光学素子２２は、傾けずに設けられている。
【００５９】
図８は、このような中継装置１０Ｄの構成を示すブロック図である。なお、第３の実施形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。光源制御装置９Ｄにおける第２の分岐部３６は、例えば２つのハーフミラーで形成されて、光信号Ｇ４を３つの光信号に分岐する。分岐された光信号Ｇ４は、第２のフィルタ２５ｂ，波長検出部３４ｃ及びＤＷＤＭ光ネットワークに入力する。
【００６０】
以上により、非線形光学素子２２の光軸を第１の合波部２０からの光信号Ｇ１，Ｇ２に対して傾ける必要がなくなるので、非線形光学素子２２の設置が容易になる。
【００６１】
次に、第５実施形態を説明する。例えば第３の実施形態においては、波長可変光源２１から出力される光信号Ｇ２の波長は光源制御部３５ｃが設定した波長と同一であると仮定していた。即ち、光信号Ｇ２の波長をλ２とし、光源制御部３５が設定した波長をλ２’としたとき、λ２＝λ２’を仮定した。しかし、波長可変光源２１も熱変動等によって、光信号の波長が変動することがある。本実施形態は、かかる場合でも目標波長の光信号が非線形光学素子２２から出力できるようにしたものである。
【００６２】
図９は、このような中継装置１０Ｅの構成を示すブロック図である。なお、第３の実施形態と同一構成に関しては同一符号を用いて説明を適宜省略する。
【００６３】
本実施形態にかかる中継装置１０Ｅの光源制御装置９Ｅは、波長可変光源２１と第１の合波部２０との間に第４の分岐部３９を備えている。そして、第４の分岐部３９は、波長可変光源２１からの光信号Ｇ２を分岐する。分岐された光信号Ｇ２の一方は第１の合波部２０に入力し、他方は波長検出部３４ｅに入力する。
【００６４】
波長検出部３４ｅは、第１の分岐部３３からの光信号Ｇ１の波長λ１を検出し、また第４の分岐部３９からの光信号Ｇ２の波長λ２’を検出する。
【００６５】
そして、波長検出部３４ｅは、光信号Ｇ１の波長λ１及び光信号Ｇ２の波長λ２’を示す波長信号ｆ２ｅを光源制御部３５に出力する。光源制御部３５は、波長信号ｆ２ｅから光信号Ｇ１の波長λ１に対応した波長λ３の光信号Ｇ３を非線形光学素子２２から出力させるために、式１及び式２から光信号Ｇ２の波長λ２を算出する。そして、この波長λ２の光信号Ｇ２を波長可変光源２１から出力させるためのヒータの通電量Ｗ３を設定する。
【００６６】
しかし、このヒータの通電量Ｗ３で波長可変光源２１を駆動した結果、この波長可変光源２１から波長λ２’の光信号が出力されているので、光源制御部３５はヒータ電流値Ｗ１を調整する。即ち、光源制御部３５は、例えば、ヒータ電流値Ｗ３を波長λ２と波長λ２’との比（λ２’／λ２）で調整する。なお、上記ヒータ電流値Ｗ３の算出方法（調整項の定義）は、波長可変光源２１の構造に依存して決定されることを付言する。これにより、波長可変光源２１から波長λ２の光信号Ｇ２が出力されて、非線形光学素子２２から波長λ３の光信号が出力されるようになる。
【００６７】
以上により、非線形光学素子から出力される光信号の波長が変動しても、この変動を補正することが可能になる。
【符号の説明】
【００６８】
１，８  光導体調整装置
２，２８  相関検出部
３，２９  状態調整部
４  光導体
５  光ネットワーク
９Ｂ，９Ｄ，９Ｅ  光源制御装置
１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ  中継装置
２０  第１の合波部
２１  波長可変光源
２２  非線形光学素子（光導体）
２５  フィルタ部
２６  第２の合波部
２７  位相調整部
３３  第１の分岐部
３４，３４ｃ，３４ｅ  波長検出部
３５，３５ｃ  光源制御部
３６，３８  第２の分岐部
３９  第４の分岐部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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