(57)【要約】【課題】光出力が途切れることなく広範囲に亘り連続的に波長可変できること。【解決手段】それぞれが異なる可変の波長領域を有し、互いに隣接する波長領域を異なる系統Ａ，Ｂに振り分けたＤＦＢレーザアレイ１０２と、同一の系統に含まれるアレイが出力する光を合波する合波器１０３ａ，１０３ｂと、同一の系統に含まれる光を透過および遮断させるＶＯＡ１０４ａ，１０４ｂと、異なる系統Ａ，Ｂの光を合波し、出力する合波器１０３ｃと、ＤＦＢレーザアレイ１０２およびＶＯＡ１０４ａ，１０４ｂの駆動を制御する制御部１０７とを有する。ＤＦＢレーザアレイ１０２は、可変の波長領域の端部が他の光源の端部の波長領域と重なるよう設定される。制御部１０７は、系統Ａのアレイを一つ選択駆動して波長可変させ、波長領域の端部においては系統Ｂのアレイを一つ選択して系統Ａのアレイと同時駆動した後、系統Ｂのアレイの光出力に切り替えて波長可変させる。【選択図】図１
2014075554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが異なる可変の波長領域を有し、互いに隣接する波長領域を異なる系統に振り分けた複数の光源と、
同一の系統に含まれる前記光源が出力する光を合波する第１の合波器と、
同一の系統に含まれる光を透過および遮断させる光切替器と、
前記異なる系統の光を合波し、出力する第２の合波器と、
前記光源および前記光切替器の駆動を制御する制御部と、を有し、
複数の前記光源は、前記可変の波長領域の端部が他の光源の端部の波長領域と重なるよう設定され、
前記制御部は、一方の系統の前記光源を一つ選択駆動して波長可変させ、前記光源の波長領域の端部においては他方の系統の光源を一つ選択して前記一方の系統の前記光源と同時駆動した後、当該他方の系統の光源の光出力に切り替えて波長可変させることにより、広範囲に亘り連続的な波長可変をおこなうことを特徴とする可変波長光源。
【請求項２】
複数の前記光源は、基板上に形成されたＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＦｅｅｄＢａｃｋ）アレイであり、
各アレイ毎にヒータを有し、
前記制御部は、選択したアレイの前記ヒータを温度調整することにより、当該アレイの波長可変をおこなうことを特徴とする請求項１に記載の可変波長光源。
【請求項３】
複数の前記光源の前記端部の波長領域は、ＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）グリッド一つ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の可変波長光源。
【請求項４】
複数の前記光源は、互いに隣接する波長領域の奇数個目と偶数個目の２つの系統を有し、
前記２つの系統は、所定間隔を離して配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の可変波長光源。
【請求項５】
前記光源の隣接する波長領域を複数１，２，３…，Ｎ（Ｎは偶数）としたとき、互いに隣接する前記光源は、１，Ｎ／２＋１，２，Ｎ／２＋２，…Ｎの順序で配置することにより、前記隣接する波長領域の複数の前記光源同士の距離を最も離すことを特徴とする請求項４に記載の可変波長光源。
【請求項６】
前記制御部は、選択したアレイの前記ヒータを温度調整することにより、当該アレイの波長可変をおこなうとともに、
前記異なる系統の光源を同時駆動する際には、隣接する波長範囲のアレイの前記ヒータを温度調整することにより、両者のアレイが同じ波長となるように制御することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の可変波長光源。
【請求項７】
前記制御部は、前記異なる系統の光源を同時駆動する際には、前記光切替器に対し、一方の系統の光出力を低下させるとともに、他方の系統の光出力を増加させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の可変波長光源。
【請求項８】
前記光切替器として、可変光減衰器を用い、
前記制御部は、前記異なる系統の光源を同時駆動する際には、
一方の系統の可変光減衰器に対して光出力を透過から遮断の状態に切り替えるとともに、他方の系統の可変光減衰器に対して光出力を遮断から透過の状態に切り替えることを特徴とする請求項７に記載の可変波長光源。
【請求項９】
前記光切替器は、前記異なる系統の光源を同時駆動する際には、当該異なる系統の光出力の合波により生じるビートノイズの発生時間より短い時間を有して当該異なる系統の光出力を切り替えることを特徴とする請求項７または８に記載の可変波長光源。
【請求項１０】
前記第２の合波器により前記異なる系統の光出力の合波後の光信号を検出する光検出器を有し、
前記制御部は、前記異なる系統の光源を同時駆動する際に前記光検出器により検出された光信号に含まれるビートノイズを検出し、前記光切替器に対し、ビートノイズの発生時間より短い時間を有して当該異なる系統の光出力を切り替えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の可変波長光源。
【請求項１１】
それぞれが異なる可変の波長領域を有し、互いに隣接する波長領域を異なる系統に振り分けた複数の光源と、同一の系統に含まれる前記光源が出力する光を合波する第１の合波器と、同一の系統に含まれる光を透過および遮断させる光切替器と、前記異なる系統の光を合波し、出力する第２の合波器と、前記光源および前記光切替器の駆動を制御する制御部と、を有する可変波長光源の波長可変方法において、
複数の前記光源を、前記可変の波長領域の端部が他の光源の端部の波長領域と重なるよう設定し、
前記制御部は、一方の系統の前記光源を一つ選択駆動して波長可変させるステップと、  前記光源の波長可変時に波長領域の端部に達したときには、他方の系統の光源を一つ選択して前記一方の系統の前記光源と同時駆動するステップと、
前記他方の系統の光源の光出力に切り替えて波長可変させるステップと、
を含み、広範囲に亘り連続的な波長可変をおこなうことを特徴とする波長可変方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広範囲に亘り連続的に波長可変できる可変波長光源および波長可変方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の光通信では、ＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）ネットワークが提案されている。このＲＯＡＤＭでは、ダイナミックなトラフィックの変動や予期せぬネットワークの構成の更新などに柔軟に対応することが求められている。そして、複数の各光パスは、要求される伝送容量、伝送距離に応じて、異なった信号ビットレートや変調フォーマットを使用する。このため、光パスが使用するスペクトル帯域もパス毎に異なる。
【０００３】
このため、光通信システムでは、従来の帯域固定（Ｆｉｘｅｄ  Ｇｒｉｄ）のＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式ではなく、帯域可変（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｇｒｉｄ）の高密度波長分割多重方式（ＤＷＤＭ：Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が用いられてきている。
【０００４】
光通信システムに設けられ、出力波長を任意に可変できる可変波長光源として、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＦｅｅｄＢａｃｋ）アレイタイプの可変波長レーザがある。このＤＦＢアレイは、例えば、レーザアレイ部と、光合波器部と、半導体アンプ（ＳＯＡ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を有している（例えば、下記特許文献１参照。）。ＤＦＢアレイタイプの可変波長光源は、外部共振器（回折格子）を用いる装置タイプのようなモードホップ（波長飛び）を起こさず、狭線幅化できるため、コヒーレント用光源に適している。また、小型、低コスト化できる。
【０００５】
アレイ状に集積されたＤＦＢレーザは、例えば１２個のＤＦＢアレイとされ、隣り合うレーザの発振波長が３．２ｎｍ異なるように設計され、この中の一つのアレイのレーザを動作させることにより、発振波長を大まかに選択し、選択されたレーザチップの温度を変えることにより発振波長を調整する。一般的なＤＦＢレーザアレイでは、集積されたＤＦＢアレイ素子の真下にペルチェクーラなどを配置して、ＤＦＢアレイ全体の温度調整をおこなっている。この構成により、例えば、５０ＧＨｚ間隔のＣバンドの８０波長である４．８ＴＨｚ（＝１２×４００ＧＨｚ）を帯域可変できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９８９０３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、ＤＦＢレーザアレイでは、例えば１２個のアレイのうちの１個のアレイだけでの波長の変化については、温度を連続的に変化させることによってレーザの波長も連続的に変化させることができる。しかしながら、波長の変化の幅を大きくしたい場合には、異なる（隣の）アレイを選択し、動作させるアレイを切り替える必要があるが、この切り替え時に光の出力が途切れてしまう。したがって、１個のアレイの温度変化で可能な波長範囲を超えたスムーズな連続波長の可変をおこなうことができなかった。
【０００８】
上記の帯域可変（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｇｒｉｄ）では、光パスの変更を繰り返していくうちに、利用帯域（上記Ｃバンド等）の中に利用できない断片的なスペクトル帯域が出現し、スペクトル帯域の利用効率が低下するという問題が生じる。これに対処すべく、運用中の光パスの接続を維持しつつ、波長を徐々に可変させて使用されていないスペクトル帯域を埋めていくという波長デフラグメントが提案されている。しかしながら、上記のＤＦＢレーザアレイでは、スムーズな連続波長の可変をおこなうことができずに光出力が途切れるため、波長デフラグメントを遂行できず、波長利用効率の向上を図ることができない。
【０００９】
一つの側面では、本発明は、光出力が途切れることなく広範囲に亘り連続的に波長可変できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一つの案では、それぞれが異なる可変の波長領域を有し、互いに隣接する波長領域を異なる系統に振り分けた複数の光源と、同一の系統に含まれる前記光源が出力する光を合波する第１の合波器と、同一の系統に含まれる光を透過および遮断させる光切替器と、前記異なる系統の光を合波し、出力する第２の合波器と、前記光源および前記光切替器の駆動を制御する制御部と、を有し、複数の前記光源は、前記可変の波長領域の端部が他の光源の端部の波長領域と重なるよう設定され、前記制御部は、一方の系統の前記光源を一つ選択駆動して波長可変させ、前記光源の波長領域の端部においては他方の系統の光源を一つ選択して前記一方の系統の前記光源と同時駆動した後、当該他方の系統の光源の光出力に切り替えて波長可変させることにより、広範囲に亘り連続的な波長可変をおこなう可変波長光源を用いる。
【発明の効果】
【００１１】
一つの実施形態によれば、光出力が途切れることなく広範囲に亘り連続的に波長可変できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１にかかる可変波長光源を示す全体図である。
【図２】図２は、ＤＦＢレーザアレイの系統を示す部分拡大図である。
【図３】図３は、ＤＦＢレーザアレイの隣り合う波長領域の設定状態を示す図表である。
【図４】図４は、ＤＦＢレーザアレイに設けるヒータの断面図である。
【図５】図５は、実施の形態１による波長可変の制御例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、系統間の光出力の切替タイミングを示す図表である。
【図７】図７は、実施の形態２にかかる可変波長光源を示す全体図である。
【図８】図８は、実施の形態３にかかる可変波長光源を示す全体図である。
【図９】図９は、実施の形態３にかかる制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３にかかる波長可変の制御例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施の形態３にかかる波長可変の他の制御例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、可変波長光源による波長可変を波長デフラグメントに適用した例を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は、実施の形態１にかかる可変波長光源を示す全体図である。図１には、ＤＦＢアレイタイプの可変波長光源１００の平面図を示す。この可変波長光源１００は、基板１０１上に設けられる光源としてのＤＦＢレーザアレイ１０２と、光合波器１０３と、光切替器１０４と、光検出器１０５と、波長ロッカ１０６と、制御部１０７とを含む。また、不図示ではあるが、上記のように基板１０１上に集積されたＤＦＢアレイ素子の真下にはペルチェクーラなどの温度調整素子が配置され、可変波長光源１００全体の温度調整をおこなっている。
【００１４】
ＤＦＢレーザアレイ１０２は、基板１０１上に複数個が並列したアレイ状に形成される。例えば、１２個がアレイ状に並列配置され、２系統に分けられる。図の上半部の６個が系統Ａ（１０２ａ）、図の下半部の６個が系統Ｂ（１０２ｂ）として設けられる。各ＤＦＢ（アレイ）は、基板１０１上に所定長さを有する長共振器化により狭線幅化が可能であり、コヒーレント用光源に適している。
【００１５】
各アレイはそれぞれ異なる発振波長（中心波長）を有する。例えば、１２個のＤＦＢレーザアレイ１０２は、発振波長が３．２ｎｍずつ異なるよう設計されている。また、各アレイの温度制御により、発振波長を可変できる。これにより、ＤＦＢレーザアレイ１０２により、５０ＧＨｚ間隔のＣバンドの８０波長である４．８ＴＨｚ（＝１２×４００ＧＨｚ）の波長範囲における光出力を帯域可変できる。
【００１６】
光合波器１０３は、ＤＦＢレーザアレイ１０２の系統Ａ（１０２ａ）の光出力を合波する光合波器１０３ａと、系統Ｂ（１０２ｂ）の光出力を合波する光合波器１０３ｂと、光切替器１０４の後段に設けられ、系統Ａ，Ｂの光出力を合波し、外部出力する光合波器１０３ｃと、を含む。この光合波器１０３は、例えば、基板１０１上に設けた導波路により光合波する。
【００１７】
光切替器１０４は、系統Ａと系統Ｂにそれぞれ設けられ、制御部１０７の制御により、互いに同期して光出力を系統Ａの光切替器１０４ａ、あるいは系統Ｂの光切替器１０４ｂのいずれか一方に切り替える。この光切替器１０４は、例えば、光出力の透過および遮断を切替可能（詳細には光出力の減衰レベルを連続可変可能）な可変光減衰器（ＶＯＡ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）や、半導体アンプ（ＳＯＡ）等を用いることができる。
【００１８】
光検出器（ＰＤ）１０５は、系統Ａの光出力（パワー）を検出する光検出器１０５ａと、系統Ｂの光出力を検出する光検出器１０５ｂとを含む。波長ロッカ１０６は、系統Ａの光波長を検出する波長ロッカ１０６ａと、系統Ｂの光波長を検出する波長ロッカ１０６ｂとを含む。光検出器１０５と波長ロッカ１０６は一体化されたものを用いてもよく、系統Ａの光検出器１０５ａと波長ロッカ１０６ａが一体化され、系統Ｂの光検出器１０５ｂと波長ロッカ１０６ｂが一体化されたものを用いることができる。これら光検出器１０５（１０５ａ，１０５ｂ）と、波長ロッカ１０６（１０６ａ，１０６ｂ）は、光切替器１０４に入力される光の一部を分岐して光出力および波長を検出し、制御部１０７に検出信号を出力する。
【００１９】
制御部１０７は、要求された光波長に対応するＤＦＢレーザアレイ１０２の一つのアレイを選択して駆動し、光出力させる。この際、光検出器１０５および波長ロッカ１０６の検出信号に基づいて、選択したアレイの光出力および光波長を制御する。また、光出力の帯域可変（波長スイープ）時には、ＤＦＢレーザアレイ１０２のアレイについて、順次、スイープする波長に対応した一つのアレイを選択して、一つのアレイに対する波長可変制御をおこなう。また、帯域可変が一つのアレイで可変可能な波長範囲を超えるときには、複数の異なるアレイを用いて順次光出力を切り替える制御をおこなう。この際、一つのアレイによる駆動中、一時的に他のアレイの光出力を同一波長としてから他のアレイの駆動に切り替える。
【００２０】
この制御部１０７は、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＣＰＵの実行処理のための制御プログラムが格納されたメモリ等を有するハードウェアにより構成できる。このほか、特定のハードウェア回路により構成することもできる。
【００２１】
図２は、ＤＦＢレーザアレイの系統を示す部分拡大図である。図２に示すように、ＤＦＢレーザアレイ１０２は、互いに隣接する波長領域の複数のアレイのうち奇数のアレイの系統Ａ（１０２ａ）と、偶数のアレイの系統Ｂ（１０２ｂ）に分けられている。そして、所定の帯域可変領域（例えばＣバンド）において、各アレイの波長領域は系統Ａ（１０２ａ）と、系統Ｂ（１０２ｂ）とに交互に振り分けて配置されている。
【００２２】
詳細に説明すると、最も下限の波長領域として、系統Ａ（１０２ａ）の番号（１）のアレイが設定される。この番号（１）のアレイの次の波長領域には、系統Ｂ（１０２ｂ）の番号（２）のアレイが設定される。そして、番号（２）のアレイの次の波長領域には、系統Ａ（１０２ａ）の番号（３）のアレイが設定される。このように、帯域可変領域の前後の各波長領域は、異なる系統Ａ，Ｂに振り分けられる。波長スイープ時に、系統Ａ（１０２ａ）は奇数番目に選択され、系統Ｂ（１０２ｂ）は偶数番目に選択されることになる。
【００２３】
このように、系統Ａ（１０２ａ）と、系統Ｂ（１０２ｂ）とを分離させ、隣り合う波長領域のアレイの物理的位置を離すことができる。そして、すべてのレーザ番号で隣り合う波長（例えば番号（１）と（２）、番号（２）と（３）など）のアレイが最も離れるようにするためには、Ｎ本（Ｎは偶数）のアレイの場合、１，Ｎ／２＋１，２，Ｎ／２＋２，…Ｎという順序で配置すればよい（図２の状態）。
【００２４】
これにより、波長スイープ時には、順次選択される前後の波長領域のアレイは物理的に隣接せず、距離が離れたものとなる。したがって、前後の波長スイープ時において、次に動作するアレイは動作中のアレイの熱の影響を受けずにこれら前後する波長領域のアレイを個別に熱制御できるようになる。また、系統Ａと系統Ｂが離れているので、電気的なクロストークの影響を低減でき、系統Ａ，Ｂ間での熱漏洩も少なくでき、熱制御（波長制御）を安定しておこなえるようになる。
【００２５】
図３は、ＤＦＢレーザアレイの隣り合う波長領域の設定状態を示す図表である。図３の（Ａ）には、従来の波長設定状態を示し、（Ｂ）にはこの実施の形態の波長設定状態を示している。図中横軸は波長、縦軸は光出力（パワー）である。通常は、（Ａ）に示すように、各ＤＦＢレーザアレイにおいて各アレイ（１），（２），…（Ｎ）毎に波長領域λ１，λ２，…Ｎが区切られている。
【００２６】
これに対し、実施の形態のＤＦＢレーザアレイ１０２は、（Ｂ）に示すように、各アレイの波長領域の端部（波長）が他のアレイの波長領域の端部（波長）と重なるように設定されている。図３の（Ｂ）に示すように、アレイ（２）で見ると、低波長側の波長領域の一部（端部）λ２Ｌがアレイ（１）の高波長側（端部）と重なる。また、高波長側の波長領域の一部（端部）λ２Ｈがアレイ（３）の低波長側（端部）と重なるように設定される。例えば、この重なる波長領域は、ＤＷＤＭグリッドの一つ分以上とする。これにより、重なった波長領域λ２Ｌ，λ２Ｈでは、前後の波長領域に対応する２個のアレイが同時に同一の波長を有して駆動（光出力）可能となっている。なお、図２を用いて説明したように、隣接するアレイ（１）とアレイ（２）は、異なる系統であり、互いに離れて設けられている。
【００２７】
図４は、ＤＦＢレーザアレイに設けるヒータの断面図である。ＤＦＢレーザアレイ１０２の各アレイ（１），（２），…（Ｎ）は、断面で見ると、基板１０１上に光導波路として形成されている。そして、各アレイ（１），（２），…（Ｎ）には、それぞれ光導波路の表面に沿ってヒータ４０１（４０１ａ，４０１ｂ，…４０１ｎ）が設けられる。ヒータ４０１としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属の薄膜を用い、電流制御により加熱制御することができる。これにより、ＤＦＢレーザアレイ１０２の各アレイ（１）、（２）、…（Ｎ）毎に設けたヒータ４０１により温度調整し、この温度調整に対応して、アレイ毎に波長可変させることができる。この温度調整に基づくアレイ毎の波長可変は、制御部１０７によって制御される。
【００２８】
図５は、実施の形態１による波長可変の制御例を示すフローチャートである。制御部１０７がおこなう制御内容を示している。以下の説明では、光切替器１０４として可変光減衰器（ＶＯＡ）を用いる例により説明する。
【００２９】
制御部１０７は、はじめに、ＤＦＢレーザアレイ１０２のうち、ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）番目のＤＦＢ（アレイ）を選択する（ステップＳ５０１）。ここで、ｉ番目のＤＦＢ（アレイ）は系統Ａに属し、ｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）は系統Ｂに属する。
【００３０】
この状態では、選択されたｉ番目のアレイは、波長ロッカ１０６ａにより波長が検出され、制御部１０７は、所定波長（例えばアレイの中心波長）となるように波長ロック制御される。また、光出力が光検出器１０５ａにより検出され、制御部１０７は、一定な光出力となるようにＶＯＡ１（１０４ａ）の減衰量を制御する。ここで、系統ＡのＶＯＡ１（１０４ａ）は光出力を透過させる状態とし、系統ＢのＶＯＡ２（１０４ｂ）は光出力を遮断させる状態とする。
【００３１】
そして、可変波長光源１００の光出力について、波長スイープしない場合（波長スイープ実行により上限の波長までのスイープ完了時を含む）には（ステップＳ５０２：Ｎｏ）処理を終了するが、波長スイープする場合には（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、制御部１０７は、以下の処理を実行する。
【００３２】
まず、制御部１０７は、ステップＳ５０１により選択したｉ番目のＤＦＢ（アレイ）のヒータ４０１温度を上昇させる（ステップＳ５０３）。これにより、ｉ番目のＤＦＢ（アレイ）の光出力の波長が上昇し、このｉ番目のＤＦＢ（アレイ）の光出力が最大波長になったかを判断する（ステップＳ５０４）。そして、ｉ番目のＤＦＢ（アレイ）の光出力が最大波長になるまでの間は（ステップＳ５０４：Ｎｏ）、ヒータ４０１の温度を上昇させる。
【００３３】
ｉ番目のＤＦＢ（アレイ）の光出力が最大波長になれば（ステップＳ５０４：Ｙｅｓ）、制御部１０７は、ｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）についても選択（ＯＮ）する（ステップＳ５０５）。この系統Ｂのｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）選択時には、系統ＢのＶＯＡ２（１０４ｂ）は遮断の状態としておく。
【００３４】
次に、制御部１０７は、選択した系統Ｂのｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の光出力の波長について、波長ロッカ１０６ｂにより系統Ａのｉ番目のＤＦＢ（アレイ）と同一の波長となるように設定する（ステップＳ５０６）。すなわち、ステップＳ５０５により系統Ｂのｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の選択直後は低い温度であるため、制御部１０７は、ヒータ４０１の温度を上げてｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の波長がｉ番目の波長と同一となるように制御する。ここで、上述したように、ＤＦＢレーザアレイ１０２は、ｉ番目のアレイの波長領域と、隣接するｉ＋１番目のアレイの波長領域とが一部重なるように設定されているため、これらｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の波長とｉ番目の波長とを同一にすることができる。
【００３５】
この後、制御部１０７は、ｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）のＶＯＡ２（１０４ｂ）を透過の状態に設定し、ｉ番目のＤＦＢ（アレイ）のＶＯＡ１（１０４ａ）を遮断の状態に設定し、これらを同時におこなう（ステップＳ５０７）。すなわち、可変波長光源１００の光出力を、系統ＡのＤＦＢ（アレイ）から系統ＢのＤＦＢ（アレイ）の光出力に切り替える。
【００３６】
この後、ステップＳ５０２に戻り、ステップＳ５０２以下の処理をおこなう。これにより、可変波長光源１００は、複数のＤＦＢ（アレイ）について、系統Ａと系統Ｂを順次切り替えることになる。
【００３７】
図６は、系統間の光出力の切替タイミングを示す図表である。図中横軸は時間、縦軸は光出力（パワー）である。系統ＡのＶＯＡ１（１０４ａ）と、系統ＢのＶＯＡ２（１０４ｂ）との切り替えに必要な時間Δｔは、ビートノイズ発生時間Ｔｂより短い時間、例えば、サブナノ秒程度で切り替える。
【００３８】
例えば、可変波長光源１００の光出力を系統Ａから系統Ｂに切り替えるときには、図６に示すように、系統Ａについては、ＶＯＡ１（１０４ａ）の減衰量を上げて光出力を低下させる（光出力の立ち下がり「透過→遮断」）。これと同時に、系統Ｂについては、ＶＯＡ２（１０４ｂ）の減衰量を下げて光出力を増加させる（光出力の立ち上がり「遮断→透過」）。これにより、光出力（パワー）を一定にして系統Ａ，Ｂ間の切り替えをおこなうことができる。
【００３９】
この際、系統Ａと系統Ｂとが同じ波長で光出力させても、線幅や設定誤差等により、互いの中心波長に数ＭＨｚ〜数ＧＨｚの周波数差（波長差）が生じる。そして、これら系統Ａと系統Ｂの光出力を合波させると周波数差に相当するビートノイズが所定周期で発生し、光出力の品質が劣化する。系統Ａと系統Ｂとの間の光出力の切り替えに必要な時間Δｔは、系統Ａと系統Ｂのそれぞれにおける光信号の立ち上がり時間／立ち下がり時間に相当する。そして、このΔｔについて、ビートノイズの発生周期よりも十分短い時間で系統Ａと系統Ｂとを切り替える。これにより、可変波長光源１００の光出力の成分に、系統切替時に含まれるビートノイズを低減できる。
【００４０】
上記の説明では、光切替器１０４として可変光減衰器（ＶＯＡ）を用いたが、半導体アンプ（ＳＯＡ）を用い、光増幅の状態を可変（利得を低下あるいは増加）させることにより、ＶＯＡと同様に系統Ａ，Ｂの切り替えをおこなうことができる。
【００４１】
そして、この実施の形態１によれば、ＤＦＢレーザアレイを用いながら、一つのＤＦＢ（アレイ）の波長領域を超えて広範囲（例えばＣバンド全体）な波長に亘る光出力を連続的に帯域可変することができるようになる。そのため、実施の形態では、ＤＦＢレーザアレイの各ＤＦＢ（アレイ）を切り替えて帯域可変させているが、切替時には２つのアレイ同士を同一の波長出力とするため、光出力が途絶えることがない。また、２つのアレイの合波によるビートノイズよりも短い時間を有して切り替えるため、ビートノイズの影響も排除できる。そして、ＤＦＢレーザアレイを用いることにより、簡単な構成とすることができ、小型、低コスト化できる。また、波長可変時においても、コヒーレント光通信を継続できる。
【００４２】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２にかかる可変波長光源を示す全体図である。実施の形態２は、実施の形態１に対し、光検出器（ＰＤ）１０５と波長ロッカ１０６の配置を変更した構成である。図７に示すように、光検出器（ＰＤ）１０５と波長ロッカ１０６は、ＤＦＢレーザアレイ１０２のアレイ数（１２個）と同数のアレイ数を有する。そして、ＤＦＢレーザアレイ１０２の光出力方向と逆方向（背部）に設けられる。
【００４３】
そして、光検出器１０５と波長ロッカ１０６は、ＤＦＢレーザアレイ１０２の各アレイ毎の光出力（パワー）と波長を検出し、制御部１０７に出力する。このように、ＤＦＢレーザアレイ１０２のアレイ単位で光出力と波長を検出する構成とすることもでき、実施の形態１同様の作用効果を得ることができる。
【００４４】
（実施の形態３）
図８は、実施の形態３にかかる可変波長光源を示す全体図である。図８に示す構成部において実施の形態１（図１）と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。実施の形態３の可変波長光源１００では、系統Ａの光切替器１０４ａの後段に光検出器（ＰＤ１）８０１ａを設け、系統Ｂの光切替器１０４ｂの後段に光検出器（ＰＤ２）８０１ｂを設ける。また、系統Ａと系統Ｂの光信号を合波する光合波器１０３ｃの後段に光検出器（ＰＤ３）８０１ｃを設ける。
【００４５】
図９は、実施の形態３にかかる制御部の内部構成を示すブロック図である。図８に示す制御部１０７の内部構成を示す。この制御部１０７は、波長検出部１（９０１ａ）と、波長検出部２（９０１ｂ）と、波長制御部９０２と、パワー検出部１（９０３ａ）と、パワー検出部２（９０３ｂ）と、ビート検出部９０４と、タイミング制御部９０５と、切替制御部１（９０６ａ）と、切替制御部２（９０６ｂ）と、駆動部１（９０７ａ）と、駆動部２（９０７ｂ）とを含む。
【００４６】
波長検出部１（９０１ａ）には、系統Ａの波長ロッカ１０６ａと光検出器（ＰＤ１）１０５ａの検出信号が入力され、系統Ａの光出力の波長を検出し、検出信号を波長制御部９０２に出力する。波長検出部２（９０１ｂ）には、系統Ｂの波長ロッカ１０６ｂと光検出器（ＰＤ２）１０５ｂの検出信号が入力され、系統Ｂの光出力の波長を検出し、検出信号を波長制御部９０２に出力する。
【００４７】
パワー検出部１（９０３ａ）には、光検出器１（ＰＤ１）８０１ａの検出信号が入力され、系統Ａの光切替器１（１０４ａ）通過後の光出力（パワー）を検出し、検出信号を切替制御部１（９０６ａ）に出力する。パワー検出部２（９０３ｂ）には、光検出器２（ＰＤ２）８０１ｂの検出信号が入力され、系統Ｂの光切替器２（１０４ｂ）通過後の光出力（パワー）を検出し、検出信号を切替制御部２（９０６ｂ）に出力する。
【００４８】
ビート検出部９０４には、光検出器３（ＰＤ３）８０１ｃの検出信号が入力される。入力される検出信号は、系統Ａの光切替器１（１０４ａ）と、系統Ｂの光切替器２（１０４ｂ）の光出力を光合波器１０３ｃ（図８参照）により合波後の光出力（パワー）であり、合波に伴うビートノイズが含まれる。ビート検出部９０４は、検出信号に含まれる所定周期のビートノイズを検出し、検出信号を波長制御部９０２およびタイミング制御部９０５に出力する。
【００４９】
波長制御部９０２には、波長検出部１（９０１ａ）、波長検出部２（９０１ｂ）、およびビート検出部９０４の各検出信号が入力される。この波長制御部９０２は、ＤＦＢレーザアレイ１０２のうち駆動中のアレイに対する波長制御をおこなう。具体的には、波長の固定時および波長スイープ時のいずれにおいても、光信号が所望する波長となるように、選択したアレイに対応するヒータ４０１の温度制御をおこなう。また、ビート検出部９０４のビートノイズが検出されないように、ＤＦＢレーザアレイ１０２のうち、選択した系統Ａおよび系統Ｂのアレイに対する波長制御をおこなう。
【００５０】
タイミング制御部９０５は、ビート検出部９０４で検出されたビートノイズに基づき、系統Ａと系統Ｂの切替タイミングを出力する。上述したように、系統Ａと系統Ｂの光出力の合波により所定周期（発生時間）Ｔｂを有してビートノイズが生じる。このため、タイミング制御部９０５は、切替制御部１（９０６ａ）および切替制御部２（９０６ｂ）に対し、光出力の切替タイミングとして、この発生時間Ｔｂより短い時間Δｔを設定し、出力する。
【００５１】
切替制御部１（９０６ａ）および切替制御部２（９０６ｂ）は、この時間Δｔを有して光出力の切替を駆動部１（９０７ａ）と駆動部２（９０７ｂ）に指示する。駆動部１（９０７ａ）と駆動部２（９０７ｂ）は、光切替器１（１０４ａ）と光切替器２（１０４ｂ）に対し、一方の系統が「透過→遮断」となり、他方の系統が「遮断→透過」となり、この切替時間がΔｔ内に収まるように光出力を切り替える。
【００５２】
系統Ａと系統Ｂの光出力の切替は、上述したように、ＤＦＢレーザアレイ１０２の単一のアレイの波長領域を超えた波長可変時におこなわれる。そして、光出力について、系統Ａを用いた光出力と、系統Ｂを用いた光出力とを順次交互におこなうことにより、ＤＦＢレーザアレイ１０２の単一のアレイの波長領域を超えてＣバンド等、広い波長領域における光出力を帯域可変できるようになる。そして、実施の形態３によれば、系統Ａと系統Ｂの光出力の切替時に発生するビートノイズを検出する。このため、ビートノイズの発生を抑え、広い帯域可変時であっても光出力が途絶えることなく、連続出力できるようになる。
【００５３】
図１０は、実施の形態３にかかる波長可変の制御例を示すフローチャートである。実施の形態１の制御例（図５参照）に対し、系統Ａと系統Ｂの光出力の切替制御が一部異なる。ステップＳ５０１〜ステップＳ５０６までは、図５と同じ制御をおこなう。
【００５４】
ステップＳ５０６により、制御部１０７は、選択した系統Ｂのｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の光出力の波長について、波長ロッカ１０６ｂにより系統Ａのｉ番目のＤＦＢ（アレイ）と同一の波長となるように設定する（ステップＳ５０６）。この際、ステップＳ５０５により系統Ｂのｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の選択直後は低い温度であるため、制御部１０７は、ヒータ４０１の温度を上げてｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の波長がｉ番目の波長と同一となるように制御する。
【００５５】
この後、制御部１０７は、はじめに、ｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）のＶＯＡ２（１０４ｂ）を透過の状態に設定する（ステップＳ１００７）。次に、制御部１０７は、ｉ番目のＤＦＢ（アレイ）のＶＯＡ１（１０４ａ）を遮断の状態に設定する（ステップＳ１００８）。ステップＳ１００７の実行後から、ステップＳ１００８の実行完了までの時間は、上記Δｔとする。これにより、２つの系統Ａ，系統Ｂの光出力の合波に伴うビートノイズの所定周期Ｔｂより短い時間で光出力を切り替える。この後、ステップＳ５０２に戻り、ステップＳ５０２以下の処理をおこなう。
【００５６】
上記制御によれば、系統Ａの光出力が透過の状態において、系統Ｂの光出力は、光切替器２（１０４ｂ）により系統Ｂの光出力を少し透過させることとなり、この際に、光検出器３（８０１ｃ）が検出する光出力（光信号）には、影響がない程度の小さなビートノイズが含まれ、ビート検出部９０４により検出される。そして、制御部１０７のタイミング制御部９０５は、検出されたビートノイズのタイミング（周期）に基づいて、系統Ａと系統Ｂの光出力の透過／遮断を切り替える。このように、２つの系統Ａ，系統Ｂの光出力合波によるビートノイズの検出に基づき、系統Ａと系統Ｂの光出力の切替タイミングを適切におこなえるようになる。
【００５７】
図１１は、実施の形態３にかかる波長可変の他の制御例を示すフローチャートである。実施の形態１の制御例（図５参照）に対し、系統Ａと系統Ｂの光出力の切替制御が一部異なる。ステップＳ５０１〜ステップＳ５０６までは、図５と同じ制御をおこなう。
【００５８】
ステップＳ５０６により、制御部１０７は、選択した系統Ｂのｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の光出力の波長について、波長ロッカ１０６ｂにより系統Ａのｉ番目のＤＦＢ（アレイ）と同一の波長となるように設定する（ステップＳ５０６）。この際、ステップＳ５０５により系統Ｂのｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の選択直後は低い温度であるため、制御部１０７は、ヒータ４０１の温度を上げてｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）の波長がｉ番目の波長と同一となるように制御する。
【００５９】
この後、制御部１０７は、はじめに、ｉ番目のＤＦＢ（アレイ）のＶＯＡ１（１０４ａ）を遮断の状態に設定する（ステップＳ１１０７）。次に、制御部１０７は、ｉ＋１番目のＤＦＢ（アレイ）のＶＯＡ２（１０４ｂ）を透過の状態に設定する（ステップＳ１１０８）。この後、ステップＳ５０２に戻り、ステップＳ５０２以下の処理をおこなう。上記制御によれば、系統Ａの光出力が遮断の状態になってから、系統Ｂの光出力を透過させるため、ビートノイズそのものが生じない。なお、ステップＳ１１０７の実行後に、ステップＳ１１０８の実行完了までの時間は、上記Δｔを有することとする。
【００６０】
図１２は、可変波長光源による波長可変を波長デフラグメントに適用した例を示す図表である。図１２の横軸は波長、縦軸は光出力（パワー）である。図１２の（ａ）に示すように、光通信システムにおいて、帯域可変（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｇｒｉｄ）の方式では、光パスの変更が繰り返される。これにより、利用帯域（上記Ｃバンド等）の中に利用できない断片的なスペクトル帯域（空きスロット１２０１ａ〜１２０１ｃ）が出現する。これにより、スペクトル帯域の利用効率が低下する。各空きスロット１２０１ａ〜１２０１ｃは、いずれも帯域が狭いため、広帯域な帯域幅を有する光通信がおこなえない。
【００６１】
図１２の（ｂ）は、波長デフラグメント後の利用帯域である。波長デフラグメントでは、（ａ）に示す複数の空きスロット１２０１ａ〜１２０１ｃを（ｂ）に示すように所定の波長領域に集約させることにより、所定の帯域幅を有する広帯域な空きスロット１２０１ｄを形成する。
【００６２】
この際、一部の通信使用中の利用帯域１２０２ａ〜１２０２ｄは、（ａ）→（ｂ）に示すように、使用する波長領域を変更する必要が生じる。これら利用帯域１２０２ａ〜１２０２ｄは、図示のＤＷＤＭグリッドの一つ分以上の波長変更となる。対応してＤＦＢレーザアレイ１０２の単一のアレイの波長領域を超えた波長変更が必要になる。従来は、ＤＦＢレーザアレイ１０２を用いた場合、利用帯域１２０２ａ〜１２０２ｄの波長変更をおこなおうとすると、動作するアレイを変更するために、利用中の通信が一時的に途絶えることになる。
【００６３】
これに対し、上記実施形態の可変波長光源１００によれば、系統Ａと系統Ｂの光出力とを同一波長として、光出力の系統を切り替えて波長可変（スイープ）させる。これにより、ＤＦＢレーザアレイ１０２の単一のアレイの波長領域を超えて広範囲な波長可変がおこなえるようになる。すなわち、実施の形態によれば、（ａ）→（ｂ）の各利用帯域１２０２ａ〜１２０２ｄについて、広い波長範囲の波長変更がおこなえる。また、通信サービスが途絶えることなく継続させながら、波長デフラグメントを遂行できるようになる。そして、ＤＦＢレーザアレイを用いても波長可変を円滑に連続しておこなえ、コヒーレント光通信を継続できる。
【００６４】
なお、本実施の形態で説明した波長可変の方法は、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することにより実現することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。
【００６５】
上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００６６】
（付記１）それぞれが異なる可変の波長領域を有し、互いに隣接する波長領域を異なる系統に振り分けた複数の光源と、
同一の系統に含まれる前記光源が出力する光を合波する第１の合波器と、
同一の系統に含まれる光を透過および遮断させる光切替器と、
前記異なる系統の光を合波し、出力する第２の合波器と、
前記光源および前記光切替器の駆動を制御する制御部と、を有し、
複数の前記光源は、前記可変の波長領域の端部が他の光源の端部の波長領域と重なるよう設定され、
前記制御部は、一方の系統の前記光源を一つ選択駆動して波長可変させ、前記光源の波長領域の端部においては他方の系統の光源を一つ選択して前記一方の系統の前記光源と同時駆動した後、当該他方の系統の光源の光出力に切り替えて波長可変させることにより、広範囲に亘り連続的な波長可変をおこなうことを特徴とする可変波長光源。
【００６７】
（付記２）複数の前記光源は、基板上に形成されたＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ＦｅｅｄＢａｃｋ）アレイであり、
各アレイ毎にヒータを有し、
前記制御部は、選択したアレイの前記ヒータを温度調整することにより、当該アレイの波長可変をおこなうことを特徴とする付記１に記載の可変波長光源。
【００６８】
（付記３）複数の前記光源の前記端部の波長領域は、ＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）グリッド一つ以上であることを特徴とする付記１または２に記載の可変波長光源。
【００６９】
（付記４）複数の前記光源は、互いに隣接する波長領域の奇数個目と偶数個目の２つの系統を有し、
前記２つの系統は、所定間隔を離して配置されたことを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の可変波長光源。
【００７０】
（付記５）前記光源の隣接する波長領域を複数１，２，３…，Ｎ（Ｎは偶数）としたとき、互いに隣接する前記光源は、１，Ｎ／２＋１，２，Ｎ／２＋２，…Ｎの順序で配置することにより、前記隣接する波長領域の複数の前記光源同士の距離を最も離すことを特徴とする付記４に記載の可変波長光源。
【００７１】
（付記６）前記制御部は、選択したアレイの前記ヒータを温度調整することにより、当該アレイの波長可変をおこなうとともに、
前記異なる系統の光源を同時駆動する際には、隣接する波長範囲のアレイの前記ヒータを温度調整することにより、両者のアレイが同じ波長となるように制御することを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の可変波長光源。
【００７２】
（付記７）前記制御部は、前記異なる系統の光源を同時駆動する際には、前記光切替器に対し、一方の系統の光出力を低下させるとともに、他方の系統の光出力を増加させることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の可変波長光源。
【００７３】
（付記８）前記光切替器として、可変光減衰器を用い、
前記制御部は、前記異なる系統の光源を同時駆動する際には、
一方の系統の可変光減衰器に対して光出力を透過から遮断の状態に切り替えるとともに、他方の系統の可変光減衰器に対して光出力を遮断から透過の状態に切り替えることを特徴とする付記７に記載の可変波長光源。
【００７４】
（付記９）前記光切替器として、半導体アンプを用い、
前記制御部は、前記異なる系統の光源を同時駆動する際には、
一方の系統の半導体アンプに対して光出力の利得を低下させる状態に切り替えるとともに、他方の系統の可変光減衰器に対して光出力を増加させる状態に切り替えることを特徴とする付記７に記載の可変波長光源。
【００７５】
（付記１０）前記光切替器は、前記異なる系統の光源を同時駆動する際には、当該異なる系統の光出力の合波により生じるビートノイズの発生時間より短い時間を有して当該異なる系統の光出力を切り替えることを特徴とする付記７〜９のいずれか一つに記載の可変波長光源。
【００７６】
（付記１１）前記第２の合波器により前記異なる系統の光出力の合波後の光信号を検出する光検出器を有し、
前記制御部は、前記異なる系統の光源を同時駆動する際に前記光検出器により検出された光信号に含まれるビートノイズを検出し、前記光切替器に対し、ビートノイズの発生時間より短い時間を有して当該異なる系統の光出力を切り替えることを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の可変波長光源。
【００７７】
（付記１２）それぞれが異なる可変の波長領域を有し、互いに隣接する波長領域を異なる系統に振り分けた複数の光源と、同一の系統に含まれる前記光源が出力する光を合波する第１の合波器と、同一の系統に含まれる光を透過および遮断させる光切替器と、前記異なる系統の光を合波し、出力する第２の合波器と、前記光源および前記光切替器の駆動を制御する制御部と、を有する可変波長光源の波長可変方法において、
複数の前記光源を、前記可変の波長領域の端部が他の光源の端部の波長領域と重なるよう設定し、
前記制御部は、一方の系統の前記光源を一つ選択駆動して波長可変させるステップと、  前記光源の波長可変時に波長領域の端部に達したときには、他方の系統の光源を一つ選択して前記一方の系統の前記光源と同時駆動するステップと、
前記他方の系統の光源の光出力に切り替えて波長可変させるステップと、
を含み、広範囲に亘り連続的な波長可変をおこなうことを特徴とする波長可変方法。
【符号の説明】
【００７８】
１００  可変波長光源
１０１  基板
１０２  ＤＦＢレーザアレイ
１０３（１０３ａ〜１０３ｃ）  光合波器
１０４（１０４ａ，１０４ｂ）  光切替器
１０５（１０５ａ，１０５ｂ）  光検出器
１０６（１０６ａ，１０６ｂ）  波長ロッカ
１０７  制御部
４０１  ヒータ
９０２  波長制御部
９０４  ビート検出部
９０５  タイミング制御部
【図１】
2014075554.tif 000003
【図２】
2014075554.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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