(57)【要約】【課題】波長分散補償器において、入力光の波長が変動しても分散補償を行なうことができるようにする。【解決手段】波長分散補償器を、相対する平行な２つの反射面を有する素子を含み、１次元方向に集光した光が素子の各反射面の間に入射され、入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される分波機能を備えた光部品１と、光部品１に入射される光の中心波長と光部品１の透過特性の中心波長とが一致するように制御する制御部１０とを備えるものとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する平行な２つの反射面を有する素子を含み、１次元方向に集光した光が前記素子の各反射面の間に入射され、前記入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、前記出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される分波機能を備えた光部品と、
前記光部品に入射される光の中心波長と前記光部品の透過特性の中心波長とが一致するように制御する制御部とを備えることを特徴とする波長分散補償器。
【請求項２】
前記光部品の一方の反射面から異なる方向に出射される各波長の光束を反射して前記光部品に戻す反射器と、
前記光部品から出射される光のうち前記反射器へ入射される光と次数の異なる回折光の位置を検出する光検出器とをさらに備え、
前記制御部は、前記光検出器によって検出された回折光の位置に基づいて前記光部品の透過特性の中心波長位置を制御することを特徴とする、請求項１記載の波長分散補償器。
【請求項３】
前記光部品から出射される光のうち中心波長の光を前記反射器の中心軸に集光させた場合に前記光検出器によって検出される回折光の位置を基準位置として記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部から前記基準位置を読み出し、前記基準位置と前記光検出器によって検出された回折光の位置とが一致するように前記光部品の温度を制御することを特徴とする、請求項２記載の波長分散補償器。
【請求項４】
前記光部品に入射される光の波長を計測する波長計をさらに備え、
前記制御部は、前記波長計によって計測された入射光の中心波長と前記光部品の透過特性の中心波長とが一致するように前記光部品の温度を制御することを特徴とする、請求項１記載の波長分散補償器。
【請求項５】
相対する平行な２つの反射面を有する素子を含み、１次元方向に集光した光が前記素子の各反射面の間に入射され、前記入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、前記出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される分波機能を備えた光部品を備える波長分散補償器の制御方法であって、
前記光部品に入射される光の中心波長と前記光部品の透過特性の中心波長とが一致するように制御することを特徴とする波長分散補償器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所要の波長分散を発生して光信号の波長分散補償を行なう波長分散補償器に関し、特に、入力光を波長に応じて分波する機能を備えた光部品を利用して構成した波長分散補償器及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基幹系の４０Ｇｂｐｓ光通信システムでは、光ファイバの伝送距離が数十ｋｍ以上になると、波長分散によって伝送波形が乱れ、再生できなくなってしまう。
このため、分散補償ファイバによる固定値分散補償、あるいは、波長分散補償器による可変分散補償を行なうことになる。特に、４０Ｇｂｐｓ以上の高速光通信では、光ファイバの温度環境の変化等によって波長分散値が変化してしまっても対応できるように、可変分散補償器が用いられる。
【０００３】
波長分散値を任意に設定できる可変分散補償器としては、例えば、入力光を波長に応じて空間的に区別可能な複数の光束に分波する、いわゆるバーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（Virtually Imaged Phased Array：ＶＩＰＡ）を利用して構成した波長分散補償器がある。
【特許文献１】特表２０００−５１１６５５号公報
【特許文献２】特表２００２−５１４３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基幹系の光通信システムでは、高精度に波長制御されたレーザ光源が用いられるのに対し、低コストの光通信システムでは、比較的波長変動の大きいレーザ光源が用いられる。
近年の通信需要の拡大に伴い、このような比較的波長変動の大きいレーザ光源を用いる光通信システムにおいても、分散補償が必要な高速ビットレートでの通信を行なうことが予想される。
【０００５】
しかしながら、上述のＶＩＰＡを利用した可変波長分散補償器は、櫛歯状のフィルタ特性を持ち、透過帯域が狭いため、入力光の波長が変動してしまうと分散補償を行なうことができない。このため、比較的波長変動の大きいレーザ光源を用いる光通信システムにおいて、上述のＶＩＰＡを利用した可変波長分散補償器を用いても、分散補償を行なうことができない場合がある。
【０００６】
そこで、入力光の波長が変動しても分散補償を行なうことができるようにしたい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、波長分散補償器及びその制御方法は、相対する平行な２つの反射面を有する素子を含み、１次元方向に集光した光が素子の各反射面の間に入射され、入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される分波機能を備えた光部品を備え、制御部が、光部品に入射される光の中心波長と光部品の透過特性の中心波長とが一致するように制御することを要件とする。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、波長分散補償器及びその制御方法によれば、入力光の波長が変動しても分散補償を行なうことができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる波長分散補償器及びその制御方法について説明する。
［第１実施形態］
まず、第１実施形態にかかる波長分散補償器及びその制御方法について、図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００１０】
本実施形態にかかる波長分散補償器は、例えば、任意の波長に対応可能な高精度の波長分散補償器（入力される光信号に累積した波長分散を補償可能な波長分散を発生する波長分散補償器）として用いられる。
本波長分散補償器は、例えば、相対する平行な２つの反射面を有する素子としてのＶＩＰＡ板１と、そのＶＩＰＡ板（ＶＩＰＡガラス板）１の照射窓１Ｄに対して一線分上に集光する光信号を入射可能にする、光サーキュレータ２、光ファイバ３、コリメートレンズ４及びライン焦点レンズ５からなる光学系と、ＶＩＰＡ板１で多重反射されて一方の平行平面から出射される光束を１点に集光する収束レンズ６と、その収束レンズ６で集光された光を所要の位置で反射し、収束レンズ６を介してＶＩＰＡ板１に戻すための反射器としての３次元ミラー（３Ｄミラー）７と、ＶＩＰＡ板１を含む所要の光部品が内部に収納されるケース８と、ＶＩＰＡ板１の温度を測定する温度センサ９と、３次元ミラー７の位置及びＶＩＰＡ板１の温度を制御する制御部１０とを備えて構成される。
【００１１】
ＶＩＰＡ板１は、対向する平行平面を備えたガラス板１Ａと、そのガラス板１Ａの一方の平行平面に形成された反射多層膜１Ｂと、他方の平行平面に形成された反射多層膜１Ｃ及び照射窓１Ｄとを有する。このＶＩＰＡ板１は、照射窓１Ｄに入射される光の光軸が垂直入射となる角度に対して所要の角度だけ傾けられている。
ガラス板１Ａは、線形熱膨張および温度に依存した屈折率変化を有する物質を用いて製作されている。反射多層膜１Ｂは、照射窓１Ｄから入射される光信号に対して１００％より低い（好ましくは９５〜９８％程度）反射率を有し、ガラス板１Ａの一方の平面全体に形成されている。また、反射多層膜１Ｃは、照射窓１Ｄから入射される光信号に対して略１００％の反射率を有し、ガラス板１Ａの他方の平面の一部分に形成されている。ガラス板１Ａの他方の平面の反射多層膜１Ｃが形成されていない部分は、光信号に対して透明な照射窓１Ｄとなっている。
【００１２】
光サーキュレータ２は、例えば、３つのポートを有し、第１ポートから第２ポートに向かう方向、第２ポートから第３ポートに向かう方向、第３ポートから第１ポートに向かう方向に光を伝達する一般的な光部品である。
ここでは、本波長分散補償器に入力される光信号が、光サーキュレータ２の第１ポートに与えられ、第２ポートを介して光ファイバ３の一端に送られると共に、光ファイバ３の他端に戻されてきた光信号が、第２ポートを介して第３ポートから本波長分散補償器の出力光として出力される。
【００１３】
光ファイバ３は、例えばシングルモードファイバ等の一端を光サーキュレータ２の第２ポートに接続し、他端をコリメートレンズ４の近傍に配置したものである。なお、光ファイバ３の種類は上記に限られるものではない。
コリメートレンズ４は、光ファイバ３の他端から出射される光ビームを平行光に変換してライン焦点レンズ５に与える一般的なレンズである。
【００１４】
ライン焦点レンズ５は、コリメートレンズ４からの平行光を１つの線分の上に集光させるものであり、具体的にはシリンドリカルレンズや屈折率分布レンズなどを用いることが可能である。
収束レンズ６は、ＶＩＰＡ板１で多重反射して反射多層膜１Ｂ側から出射され、相互に干渉して進行方向が波長に応じて異なる複数の光束をそれぞれ１点に集光する一般的なレンズである。
【００１５】
３次元ミラー７は、例えば、表面形状が非球面の３次元構造となっており、その非球面ミラー上には設計基準となる中心軸が存在する。この３次元ミラー７は、移動ステージ７Ａ上に載置されており、移動ステージ７Ａの走行軸と中心軸の各方向（図１におけるＸ軸方向）とが平行となるように配置されている。
移動ステージ７Ａは、制御部１０から出力される制御信号Ｃｐに従って図示を省略したパルスモータ等を駆動することによりＸ軸方向に走行する。なお、ここではＶＩＰＡ板１に照射される光信号の光軸方向をＺ軸とし、ＶＩＰＡ板１から出射される光の角度分散方向に対して垂直方向をＸ軸、平行方向をＹ軸としている。
【００１６】
ケース８は、例えば、図示を省略したフィルムヒータを側面に設けた円筒形の容器（温調チャンバ）等であって、ここでは、コリメートレンズ４、ライン焦点レンズ５、ＶＩＰＡ板１および収束レンズ６が上記容器内部の所定の位置に収容されている。フィルムヒータは、その動作が制御部１０からの制御信号Ｃｔに従って制御される。
温度センサ９は、例えば、ＶＩＰＡ板１の反射多層膜１Ｃの外側表面に取り付けられており、ＶＩＰＡ板１の温度に応じて内部抵抗値が変化するような一般的な温度センサが用いられる。この温度センサ９の抵抗値を示す信号Ｒｔは制御部１０に出力される。なお、温度センサ９の取り付け場所は上記の位置に限られるものではなく、ＶＩＰＡ板１の温度が測定可能な任意の場所に取り付けることが可能である。
【００１７】
制御部１０は、例えば、３次元ミラー７の位置を最適化する位置制御部としての移動ステージ制御回路１１と、ＶＩＰＡ板１の温度を最適化する温度制御部としての温度制御回路１２と、移動ステージ制御回路１１及び温度制御回路１２を制御するマイクロコンピュータ１３と、後述するような手順に従って事前に取得した本装置の光学特性データを不揮発性メモリ等に記憶させた記憶部としての記憶回路１４とを備える。
【００１８】
ここで、マイクロコンピュータ１３は、外部通信コネクタ（図示せず）を介して入力される設定指令に従って記憶回路１４に記憶された光学特性データを読み出し、３次元ミラー７の位置及びＶＩＰＡ板１の温度の目標値を演算して、その結果を移動ステージ制御回路１１及び温度制御回路１２に伝える演算部としての機能をもつ。
ここで、図２は、制御部１０の温度制御に関連した構成例を示す機能ブロック図である。
【００１９】
図２の構成例において、コントローラボート内部のハードウェア構成としては、パルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）アンプ３０、温度検出回路３１、ヒータ電流検出回路３２及びボード温度検出回路３３が設けられる。
また、マイクロコンピュータ１３の内部には、ハードウェア構成として１０ビットアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）３４が設けられるとともに、ソフトウェアにより構成される機能ブロックとして、タイミングコントローラ３５、２５データ移動平均部３６、ＰＩＤ温調コントローラ３７、温調異常検出部３８およびヒータ異常検出部３９が設けられる。
【００２０】
ＰＷＭアンプ３０は、例えば、ＭＯＳＦＥＴスイッチ３０Ａ及びＰＭＷコントローラ３０Ｂから構成され、ＶＩＰＡ板１の温度調整を行なうためにケース８に設けられたヒータに対してパルス幅変調された電流信号を供給してヒータを駆動するものである。
なお、ＰＭＷコントローラ３０Ｂは、ソフトウェアにより構成される機能ブロックであり、ＰＩＤ温調コントローラ３７から出力されるＰＷＭ出力指令に従って、ＭＯＳＦＥＴスイッチ３０Ａのスイッチング動作を制御する。
【００２１】
温度検出回路３１は、ＶＩＰＡ板１の近傍に設けられた温度センサ９の抵抗値を示す信号Ｒｔを電圧信号Ｖｔに変換して１０ビットＡＤＣ３４に出力する。
ヒータ電流検出回路３２は、ヒータの駆動電流Ｉｈを検出し、それを電圧信号Ｖｈに変換して１０ビットＡＤＣ３４に出力する。ボード温度検出回路３３は、コントローラボートの温度を検出して、その結果を１０ビットＡＤＣ３４に出力する。
【００２２】
１０ビットＡＤＣ３４は、温度検出回路３１、ヒータ電流検出回路３２及びボード温度検出回路３３からそれぞれ出力されるアナログ電圧信号をデジタル信号に変換して２５データ移動平均部３７に出力する。
タイミングコントローラ３５は、後述するようにＰＭＷコントローラ３０Ｂおよび１０ビットＡＤＣ３４の動作タイミングを最適化することによってＶＩＰＡ板１の温度制御を高い精度で安定なものにする。
【００２３】
２５データ移動平均部３６は、１０ビットＡＤＣ３４でＡＤ変換された各データを平均化することでＶＩＰＡ板１の温度、ヒータ電流及びボート温度のモニタ値を算出する。２５データ移動平均部３６で算出されたＶＩＰＡ板１の温度を示す信号は、ＰＩＤ温調コントローラ３７及び温調異常検出部３８にそれぞれ送られ、ヒータ電流を示す信号は、ヒータ異常検出部３９に送られる。
【００２４】
ＰＩＤ温調コントローラ３７は、記憶回路１４の光学特性データを基に算出されたＶＩＰＡ板１の目標温度と、周知の比例−積分−微分制御（ＰＩＤ制御）を行うためのパラメータに関する設定とが入力され、該入力情報及び２５データ移動平均部３６からのＶＩＰＡ板１の温度のモニタ値に従って、ヒータの駆動状態を制御するための指令（ＰＷＭ出力指令）をＰＷＭコントローラ３０Ｂ及び温調異常検出部３８にそれぞれ出力する。
【００２５】
温調異常検出部３８は、２５データ移動平均部３６からのＶＩＰＡ板１の温度及びＰＩＤ温調コントローラ３７からのＰＷＭ出力指令に基づいて、ＰＩＤ温調コントローラ３７による温度制御に異常（制御可能範囲を超えた場合も含む）が発生しているか否かを検出し、その検出結果に対応したヒータＯＮ／ＯＦＦ信号をＰＩＤ温調コントローラ３７に出力する。
【００２６】
また、ヒータ異常検出部３９は、２５データ移動平均部３６からのヒータ電流のモニタ値に基づいて、ヒータの異常（例えば、断線や短絡など）が発生しているか否かを検出し、その検出結果に対応したヒータＯＮ／ＯＦＦ信号をＰＩＤ温調コントローラ３７に出力する。
温調異常検出部３８及びヒータ異常検出部３９からのヒータＯＮ／ＯＦＦ信号を受けたＰＩＤ温調コントローラ３７では、温調異常検出部３８及びヒータ異常検出部３９のいずれかで異常発生が検出された場合に、ヒータの動作を停止させる指令をＰＷＭコントローラ３０Ｂに出力する。この際、異常発生に対応したコンディションフラグＣＦが、ＰＩＤ温調コントローラ３７、温調異常検出部３８およびヒータ異常検出部３９でそれぞれ発生する。
【００２７】
次に、図３は、制御部１０の通信・コマンド処理に関連した構成例を示す機能ブロック図である。
図３の構成例において、コントローラボート内部のハードウェア構成としては、ＲＳ−２３２Ｃドライバ４０が設けられる。また、マイクロコンピュータ１３の内部においてソフトウェアにより構成される機能ブロックとしては、文字列受信部４１、応答送信部４２およびコマンド実行部４３が設けられる。
【００２８】
ＲＳ−２３２Ｃドライバ４０は、コントローラボート内の各ハードウェアとマイクロコンピュータ１３との間のシリアル通信に用いられる一般的なインターフェースである。このＲＳ２３２Ｃドライバ４０を介してマイクロコンピュータ１３で受信されるデータ信号は文字列受信部４１で必要な変換処理が施された後にコマンド実行部４３に送られる。
コマンド実行部４３は、ステージ動作シーケンサ４３Ａ及び温調パラメータ測定シーケンサ４３Ｂを含んでおり、前述の図２に示した各機能ブロックからの出力信号やコンディションフラグ、記憶回路１４の記憶データに基づいて、３次元ミラー７の位置及びＶＩＰＡ板１の温度を制御するために必要となる各種コマンドを実行する。そして、コマンド実行部４３から出力される各種の指令は、応答送信部４２で必要な変換処理が施された後にＲＳ−２３２Ｃドライバ４０を介して対応するハードウェアに送られる。
【００２９】
次に、本実施形態の運用時の動作について説明する。
なお、本波長分散補償器では、波長分散補償の運用を開始する前に、制御部１０による３次元ミラー７の位置及びＶＩＰＡ板１の温度の最適化のために必要となる光学特性データが計測により取得され、その光学特性データが制御部１０の記憶回路１４に記憶される。
【００３０】
ここでは、光学特性データとして、例えば、予め設定した特定波長についての波長分散値と移動ステージの位置との関係を示すデータ（テーブル１）、ＩＴＵ−Ｔグリッド上の各波長と波長分散値の組み合わせに対するＶＩＰＡ板１の温度の関係を示すデータ（テーブル２）、例えばエタロンの周期的な透過帯域の中心波長は透過帯域内の最小挿入損失波長、透過帯域内の挿入損失特性の変曲点波長などのＶＩＰＡ板１の波長透過特性の基準となるパラメータ、及び、温度を横軸に、波長温度係数（ＶＩＰＡ板１の温度変化に対してＶＩＰＡ板１の透過帯の中心波長が変化する割合を示すもの）を縦軸にしてプロットし、次式（１）で表される近似直線の傾き（ＳｈｉｆｔＡ）及び切片（ＳｈｉｆｔＢ）の値などが記憶回路１４に記憶される。
ｄλ／ｄＴ＝ＳｈｉｆｔＡ×Ｔ＋ＳｈｉｆｔＢ…（１）
ただし、ＴはＶＩＰＡ板１の温度、λは波長を表す。
【００３１】
なお、これらのデータの具体的な取得方法については、例えば特開２００６−１８４７９８号公報に記載されているような方法を用いれば良い。
まず、上述のようにして光学特性データが記憶回路１４に事前に記憶された波長分散補償器では、運用時の波長及び波長分散値の設定指令が外部通信コネクタを介してマイクロコンピュータ１３に与えられると、記憶回路１４の光学特性データに基づいて、設定指令により指定された波長及び波長分散値に対応した３次元ミラー７（移動ステージ７Ａ）の位置及びＶＩＰＡ板１の温度が、例えば図４のフローチャートにしたがって設定される。
【００３２】
まず、図４のステップＳ１０において、上記指定された波長（目標波長）及び波長分散値が本波長分散補償器で設定可能な範囲内にあるか否かを判定する。適正な範囲内にある場合にはステップＳ２０に進み、設定範囲外にある場合にはエラーとなる。
ステップＳ２０では、記憶回路１４に記憶された特定波長及び波長分散スロープ［波長を横軸に、波長分散値を縦軸にしてプロットした場合の近似直線の傾き；単位ｐｓ／ｎｍ2］のデータ（テーブル１）を用いて、上記指定された波長分散値を、特定波長における波長分散値に変換する。この波長分散値の変換は、次式（２）の関係にしたがって行なうことができる。
Ｄ（λ0）＝Ｄ（λ）−ＤＳ・（λ−λ0）…（２）
ただし、λ0は特定波長、λは指定された波長、Ｄ（λ）は波長λにおける波長分散値、ＤＳは波長分散スロープ値である。
【００３３】
ステップＳ３０では、ステップＳ２０で変換された波長分散値について、記憶回路１４に記憶されたデータ（テーブル１）を参照し、３次元ミラー７の目標位置を計算する。
この際、ステップＳ２０で変換された波長分散値がテーブル１に含まれる各設定値（±２０００ｐｓ／ｎｍの範囲で１００ｐｓ／ｎｍ刻みに設定された各値）の間にある場合には、各位置データを直線補間等して、変換後の波長分散値に対応した３次元ミラー７の位置を求めるようにする。また、ステップＳ２０で変換された波長分散値がテーブル１の範囲外にある場合には、外挿計算によって、変換後の波長分散値に対応した３次元ミラー７の位置を求めるようにする（ステップＳ３０）。
【００３４】
ステップＳ４０では、上記指定された波長について、ＩＴＵ−Ｔグリッド上の各波長の中で最も近い波長（以下、近傍グリッド波長と呼ぶ）を求める。
ステップＳ５０では、ステップＳ４０で求めた近傍グリッド波長について、記憶回路１４に記憶されたデータ（テーブル２）を参照し、ステップＳ２０で変換された波長分散値に対応するＶＩＰＡ板１の温度を求める。
【００３５】
この際、ステップＳ２０で変換された波長分散値がテーブル２に含まれる各設定値（±２０００ｐｓ／ｎｍの範囲で１００ｐｓ／ｎｍ刻みに設定された各値）の間にある場合には、各温度データを直線補間等して、変換後の波長分散値に対応したＶＩＰＡ板１の温度を求めるようにする。
ステップＳ６０では、ステップＳ５０で求めた近傍グリッド波長についてのＶＩＰＡ板１の温度を、記憶回路１４に記憶されたＳｈｉｆｔＡおよびＳｈｉｆｔＢの値を用いて、上記式（１）を温度Ｔについて解いた次式（３）の関係に従って、指定された波長λについてのＶＩＰＡ板１の温度Ｔに変換する。
【００３６】
【数１】
2010085439.tif 000003
【００３７】
ただし、λｇは近傍グリッド波長、Ｔｇは近傍グリッド波長についてのＶＩＰＡ板１の温度を表す。
ステップＳ７０では、ステップＳ６０で上記式（３）の関係に従って計算されるＶＩＰＡ板１の温度Ｔが本装置における温度設定可能範囲内にあるか否かが判定される。
ここで、変換後のＶＩＰＡ板１の温度Ｔが設定可能範囲外となる状態について簡単に説明すると、例えば図５に示すように、テーブル２のデータから近傍グリッド波長λｇについてのＶＩＰＡ板１の温度Ｔｇが図中の白丸印で示すような位置にあるとき、ＶＩＰＡ板１の温度を変化させると、温度と波長の関係は上記の白丸印を通る斜め線のようになる。このため、指定された波長とするためにはＶＩＰＡ板１の温度を三角印まで変化させる必要があるが、本装置には部品耐熱温度等の制約があるため、図中の網掛け領域に示す温度設定可能範囲の外に三角印が位置してしまうことがある。このような場合には、近傍グリッド波長の隣に位置する第２近傍グリッド波長λｇ’についてのＶＩＰＡ板１の温度Ｔｇ’（黒丸印）を通る斜め線上の四角印にＶＩＰＡ板１の温度Ｔを設定すればよい。
【００３８】
上記のステップＳ７０で温度設定可能範囲内と判定された場合には、ステップＳ８０に進んで、ステップＳ３０で計算された３次元ミラーの位置を目標位置として移動ステージ制御回路１１（図１）に設定し、かつ、ステップＳ６０で変換されたＶＩＰＡ板１の温度を目標温度として温度制御回路１２に設定する。
一方、上記のステップＳ７０で温度設定可能範囲外と判定された場合には、ステップＳ９０に移って、前述の図１１に示した第２近傍グリッド波長を計算する。
【００３９】
そして、ステップＳ１００では、ステップＳ９０で計算した第２近傍グリッド波長について、記憶回路１４に記憶されたテーブル２のデータを参照し、ステップＳ２０で変換された波長分散値に対応するＶＩＰＡ板１の温度を求める。
ステップＳ１１０では、ステップＳ６０の場合と同様にして、第２近傍グリッド波長についてのＶＩＰＡ板１の温度を、上記式（３）の関係に従って、指定された波長λについてのＶＩＰＡ板１の温度Ｔに変換する。
【００４０】
ステップＳ１２０では、ステップＳ３０で計算された３次元ミラーの位置を目標位置として移動ステージ制御回路１１に設定し、かつ、ステップＳ１１０で変換されたＶＩＰＡ板１の温度を目標温度として温度制御回路１２に設定する。
上記のようにして移動ステージ制御回路１１及び温度制御回路１２の各制御目標値が設定されることによって、３次元ミラー７の位置及びＶＩＰＡ板１の温度がそれぞれ最適化されるようになるため、指定された波長における波長分散値を高い精度で実現することが可能になる。
【００４１】
なお、ＶＩＰＡ板１の温度制御に関しては、上述の図２に示したような構成を適用した場合、ヒータを駆動するＰＷＭアンプ３０において大電流をＯＮ／ＯＦＦする際に発生するノイズが、ＶＩＰＡ板１の温度変化による温度センサ９の抵抗値の微小変化の検出に影響を及ぼさないようにするのが望ましい。
このようにして、波長分散補償器の運用開始時に３次元ミラー７の位置及びＶＩＰＡ板１の温度が制御された後は、温度センサ９によって計測されたＶＩＰＡ板１の温度と、上述のＶＩＰＡ板１の温度制御における目標温度とが一致するように、ＶＩＰＡ板１の温度を制御（フィードバック制御）するようになっている。
【００４２】
ところで、上述のＶＩＰＡ板１を利用した可変波長分散補償器（ＶＩＰＡ−ＶＤＣモジュール）は、例えば図６に示すように、櫛歯状のフィルタ特性（透過波長特性）を持ち、透過帯域が狭いため、入力されるレーザ光（入力光；入力信号）の波長が変動してしまうと分散補償を行なうことができない。このため、比較的波長変動の大きいレーザ光源（波長がロックされていないレーザ光源）を用いる光通信システムにおいて、上述のＶＩＰＡ板１を利用した可変波長分散補償器を用いても、分散補償を行なうことができない場合がある。
【００４３】
つまり、ＶＩＰＡ型波長分散補償器では、光学系を介して、レーザ光の中心波長が３Ｄミラー７の中心軸に照射されるようになっており、レーザ光の中心波長がずれていないときは、例えば図８に示すように３Ｄミラー７に照射されることになる。一方、例えば図６に示すように、レーザ光の波長が変動してレーザ光の中心波長がＶＩＰＡ板１の透過特性（透過波長特性）の中心波長（透過中心波長）からずれると、例えば図８に示すように、レーザ光の中心波長が上下にずれて３Ｄミラー７に照射されることになり、このような状態では正常に分散補償を行なうことができない。
【００４４】
なお、図７，図８では、ＶＩＰＡ板１から３つの光が３Ｄミラー７に照射されている状態を模式的に示しているが、いずれも、中央の光がレーザの中心波長の光を示しており、上下の光が変調によって発生した波長の光を示している。
そこで、入力光の波長が変動しても分散補償を行なうことができるように、本実施形態では、レーザ光の中心波長とＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長とが一致するようにＶＩＰＡ板１の温度を制御するようになっている。
【００４５】
このため、本波長可変分散補償器は、図１に示すように、ＶＩＰＡ板（光部品）１から出射される光のうち３Ｄミラー（反射器）７へ入射される光と次数の異なる回折光の位置を検出する光検出器２０を備える。そして、制御部１０が、光検出器２０によって検出された回折光の位置に基づいて、ＶＩＰＡ板１の温度を制御して、ＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長位置を制御するようになっている。
【００４６】
これにより、ＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長に対してレーザ光の中心波長がずれた場合であっても、ＶＩＰＡ板１の温度を変更することで、ＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長位置を波長軸方向へシフトさせて、レーザ光の中心波長の光が照射される位置を３Ｄミラー７の中心軸位置に移動させることが可能となる。
ここでは、光検出器２０は、光の強度重心位置を検出するポジションセンシティブディテクタ（ＰＳＤ；光位置センサ）である。そして、ＰＳＤ２０によって、ＶＩＰＡ板１から出射される高次あるいは低次の回折光（３Ｄミラー７へ向かう光と同様に、その強度は波長に対して広がりを持つ）の中心位置を検出するようになっている。
【００４７】
なお、光検出器２０は、これに限られるものではなく、ＶＩＰＡ板１から出射される光のうち３Ｄミラー７へ入射される光と次数の異なる回折光の位置を検出することができるものであれば良く、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device；電荷結合素子）であって良い。
また、制御部１０は、ＰＳＤ２０によって検出された回折光の中心位置と基準位置とが一致するようにＶＩＰＡ板１の温度を制御するようになっている。
【００４８】
ここで、基準位置として、ＶＩＰＡ板１から出射される光のうち中心波長の光を３Ｄミラー７の中心軸に集光させた場合（即ち、ＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長とレーザ光の中心波長とが一致している場合）にＰＳＤ２０によって検出される回折光の中心位置ａ［図９（Ｂ）参照］を、例えば工場試験時等に、記憶回路（記憶部）１４に記憶させておけば良い。
【００４９】
具体的には、制御部１０は、所定の周期毎に、図１０に示すように、ＰＳＤ２０によって回折光の中心位置ｂ［図９（Ａ）参照］を検出し（ステップＡ１０）、記憶回路１４から基準位置ａを読み出し、基準位置ａとＰＳＤ２０によって検出された回折光の中心位置ｂとの位置ずれ量ｃ［図９（Ａ）参照］を求め（ステップＡ２０）、この位置ずれ量ｃに基づいて、ＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長に対するレーザ光の中心波長の波長ずれ量Δλを求める（ステップＡ３０）。この機能を波長ずれ量検出部という。ここでは、入力されるレーザ光（入力光）の中心波長の波長ずれ量に応じてＰＳＤ２０によって検出される回折光の中心位置がずれることを利用して、回折光の中心位置の位置ずれ量に基づいてレーザ光の中心波長の波長ずれ量を求めている。
【００５０】
なお、波長ずれ量Δλは、例えば工場試験時等に位置ずれ量及び波長ずれ量を測定することによって作成した、位置ずれ量と波長ずれ量との関係を示すデータ（テーブル）を用いて求めても良いし、所定の設計値を用いても良い。
そして、上述のようにして求めた波長ずれ量Δλが０でない場合（ＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長とレーザ光の中心波長とがずれている場合）、制御部１０は、上述のようにして求めた波長ずれ量Δλを、設定指令により指定された波長に加算して、実際に入力されているレーザ光の波長を求め（ステップＡ４０）、これを目標波長として、上述の図４のフローチャートにしたがってＶＩＰＡ板１の温度を制御する。ここでは、制御部１０は、温度センサ９によって計測される温度が上述の図４のフローチャートにしたがって設定される目標温度に一致するように、ＶＩＰＡ板１の温度を調節するヒータの駆動状態を制御する。この場合、制御部１０は、ＶＩＰＡ板１に入射されるレーザ光（入力光）の中心波長にＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長が一致するようにＶＩＰＡ板１の温度を制御していることになる。
【００５１】
なお、具体的な制御方法はこれに限られるものではなく、例えば、制御部１０が、上述のようにして求めた位置ずれ量ｃに基づいて、上述の図４のフローチャートにしたがって設定される目標温度を補正して、上述の図４のフローチャートにしたがってＶＩＰＡ板１の温度を制御するようにしても良い。
具体的には、制御部１０は、所定の周期毎に、図１１に示すように、ＰＳＤ２０によって回折光の中心位置ｂ［図９（Ａ）参照］を検出し（ステップＢ１０）、記憶回路１４から基準位置ａを読み出し、基準位置ａとＰＳＤ２０によって検出された回折光の中心位置ｂとの位置ずれ量ｃ［図９（Ａ）参照］を求め（ステップＢ２０）、この位置ずれ量ｃに所定の変換係数を乗算することによってオフセット温度（温度加算値）を求める（ステップＢ３０）。
【００５２】
そして、このようにして求めたオフセット温度が０でない場合（ＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長とレーザ光の中心波長とがずれている場合）、制御部１０は、このオフセット温度を上述の図４のフローチャートにしたがって設定される目標温度に加算し（ステップＢ４０）、これを目標温度として用いて、ＶＩＰＡ板１の温度を制御するようにしても良い。ここでは、制御部１０が、温度センサ９によって計測される温度が目標温度に一致するように、ＶＩＰＡ板１の温度を調節するヒータの駆動状態を制御するようにすれば良い。なお、変換係数は、例えば工場試験時等に温度及び位置ずれ量を測定することによって作成した、位置ずれ量と温度との関係を示すデータ（テーブル）を用いても良いし、所定の設計値を用いても良い。
【００５３】
また、上述の実施形態及びその変形例では、上述の図４のフローチャートにしたがって行なわれるＶＩＰＡ板１の温度制御において、ＰＳＤ２０によって検出された回折光の中心位置に基づいて、設定指令によって指定された波長を変更したり、目標温度を変更したりして、入力光の波長が変動した場合にＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長位置を移動させて確実に分散補償を行なうことができるようにしているが、これに限られるものではなく、レーザ光の中心波長とＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長とが一致するようにＶＩＰＡ板１の温度を制御すれば良い。例えば、上述の図４のフローチャートにしたがって行なわれるＶＩＰＡ板１の温度制御とは関係なく、ＰＳＤによって検出された回折光の中心位置と基準位置とが一致するようにＶＩＰＡ板の温度を制御（フィードバック制御）するようにしても良い。
【００５４】
したがって、本実施形態にかかる波長分散補償器及びその制御方法によれば、入力光の波長が変動しても分散補償を行なうことができるという利点がある。このため、波長安定性の低いレーザ光源を用いる光通信システムにおいても分散補償を行なうことが可能となる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態にかかる波長分散補償器及びその制御方法について、図１２を参照しながら説明する。
【００５５】
本実施形態にかかる波長分散補償器は、上述の第１実施形態のものに対し、図１２に示すように、ＶＩＰＡ板（光部品）１に入射される光の波長を計測する波長計（波長検出手段）５０を備え、制御部１０が、波長計５０によって計測された入射光の中心波長とＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長とが一致するようにＶＩＰＡ板１の温度を制御するようになっている点が異なる。なお、図１２では、上述の第１実施形態のもの（図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００５６】
このため、本波長分散補償器は、例えば、サーキュレータ２と光学系との間にビームスプリッタ５１を備え、ビームスプリッタ５１によって分岐された光の波長を波長計５０によって計測するようになっている。
また、波長計５０は制御部１０に接続されている。そして、制御部１０は、設定指令により指定された波長を、波長計５０によって計測された入力光の中心波長で置き換え、これを目標波長として、上述の第１実施形態の図４のフローチャートにしたがってＶＩＰＡ板１の温度を制御するようになっている。これにより、波長計によって計測された入力光の中心波長にＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長を一致させるようにしている。
【００５７】
なお、具体的な制御方法はこれに限られるものではなく、例えば、上述の図４のフローチャートにしたがって行なわれるＶＩＰＡ板１の温度制御とは関係なく、波長計によって計測された入力光の中心波長にＶＩＰＡ板１の透過特性の中心波長が一致するようにＶＩＰＡ板の温度を制御（フィードバック制御）するようにしても良い。
なお、その他の詳細は、上述の第１実施形態及びその変形例のものと同じであるため、ここではその説明を省略する。
【００５８】
したがって、本実施形態にかかる波長分散補償器及びその制御方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、入力光の波長が変動しても分散補償を行なうことができるという利点がある。
［その他］
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
【００５９】
以下、上述の各実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
相対する平行な２つの反射面を有する素子を含み、１次元方向に集光した光が前記素子の各反射面の間に入射され、前記入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、前記出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される分波機能を備えた光部品と、
前記光部品に入射される光の中心波長と前記光部品の透過特性の中心波長とが一致するように制御する制御部とを備えることを特徴とする波長分散補償器。
【００６０】
（付記２）
前記光部品の一方の反射面から異なる方向に出射される各波長の光束を反射して前記光部品に戻す反射器と、
前記光部品から出射される光のうち前記反射器へ入射される光と次数の異なる回折光の位置を検出する光検出器とをさらに備え、
前記制御部は、前記光検出器によって検出された回折光の位置に基づいて前記光部品の透過特性の中心波長位置を制御することを特徴とする、付記１記載の波長分散補償器。
【００６１】
（付記３）
前記光部品から出射される光のうち中心波長の光を前記反射器の中心軸に集光させた場合に前記光検出器によって検出される回折光の位置を基準位置として記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部から前記基準位置を読み出し、前記基準位置と前記光検出器によって検出された回折光の位置とが一致するように前記光部品の温度を制御することを特徴とする、付記２記載の波長分散補償器。
【００６２】
（付記４）
前記制御部は、前記基準位置と前記光検出器によって検出された回折光の位置との位置ずれ量を求め、前記位置ずれ量に基づいて、前記光部品の温度制御における目標波長又は目標温度を設定することを特徴とする、付記３記載の波長分散補償器。
（付記５）
前記光部品に入射される光の波長を計測する波長計をさらに備え、
前記制御部は、前記波長計によって計測された入射光の中心波長と前記光部品の透過特性の中心波長とが一致するように前記光部品の温度を制御することを特徴とする、付記１記載の波長分散補償器。
【００６３】
（付記６）
前記光部品の温度を計測する温度センサをさらに備え、
前記制御部は、前記温度センサによって計測された前記光部品の温度と前記光部品の温度制御における目標温度とが一致するように前記光部品の温度を制御することを特徴とする、付記３〜５のいずれか１項に記載の波長分散補償器。
【００６４】
（付記７）
前記光部品の温度を調節するヒータを備え、
前記制御部は、前記温度センサによって計測された前記光部品の温度が前記目標温度に一致するように前記ヒータの駆動状態を制御することを特徴とする、付記６記載の波長分散補償器。
【００６５】
（付記８）
前記光検出器が、光の強度重心位置を検出するポジションセンシティブディテクタ（ＰＳＤ）であることを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の波長分散補償器。
（付記９）
相対する平行な２つの反射面を有する素子を含み、１次元方向に集光した光が前記素子の各反射面の間に入射され、前記入射光が各反射面で多重反射されながらその一部が一方の反射面を透過して出射され、前記出射光が干渉することにより波長に応じて進行方向の異なる光束が形成される分波機能を備えた光部品を備える波長分散補償器の制御方法であって、
前記光部品に入射される光の中心波長と前記光部品の透過特性の中心波長とが一致するように制御することを特徴とする波長分散補償器の制御方法。
【００６６】
（付記１０）
前記波長分散補償器が、前記光部品の一方の反射面から異なる方向に出射される各波長の光束を反射して前記光部品に戻す反射器をさらに備え、
前記光部品から出射されて前記反射器へ入射される光と次数の異なる回折光の位置に基づいて前記光部品の透過特性の中心波長位置を制御することを特徴とする、付記９記載の波長分散補償器の制御方法。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器の制御部による温度制御に関連した構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器の制御部による通信・コマンド処理に関連した構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器において運用時に指定される波長及び波長分散値に対応した３次元ミラーの位置及びＶＩＰＡ板の温度を決める手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器のＶＩＰＡ板の温度が設定可能範囲外となるときの一例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器のＶＩＰＡ板の透過特性及び入力されるレーザ光の強度スペクトルを示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器の課題を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器の課題を説明するための図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器のＰＳＤによる位置ずれ量の検出を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器の制御方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の第１実施形態にかかる波長分散補償器の他の制御方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる波長分散補償器の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  ＶＩＰＡ板
１Ａ  ガラス板
１Ｂ，１Ｃ  反射多層膜
１Ｄ  照射窓
２  光サーキュレータ
３  光ファイバ
４  コリメートレンズ
５  ライン焦点レンズ
６  収束レンズ
７  ３次元ミラー
７Ａ  移動ステージ
８  ケース
９  温度センサ
１０  制御部
１１  移動ステージ制御回路
１２  温度制御回路
１３  マイクロコンピュータ
１４  記憶回路
２０  ＰＳＤ
３０  ＰＷＭアンプ
３０Ｂ  ＰＷＭコントローラ
３１  温度検出回路
３２  ヒータ電流検出回路
３３  ボード温度検出回路
３４  １０ビットＡＤＣ
３５  タイミングコントローラ
３６  ２５データ移動平均部
３７  ＰＩＤ温調コントローラ
３８  温調異常検出部
３９  ヒータ異常検出部
４０  ＲＳ−２３２Ｃドライバ
４１  文字列受信部
４２  応答送信部
４３  コマンド実行部
４３Ａ  ステージ動作シーケンサ
４３Ｂ  温調パラメータ測定シーケンサ
５０  波長計
５１  ビームスプリッタ
【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】
2010085439.tif 000011
【図９】
2010085439.tif 000012
【図１０】
2010085439.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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