(57)【要約】【課題】波長飛びを起こさずに安定した出力光波長を得ることのでき、かつ意図しない高出力の光が放出されることのない波長可変光源を提供する。【解決手段】複数の共振器２１〜２３を含む多重共振器２０と、複数の共振器の少なくとも二つからスルーポートを経て出力される光パワーを検出する光検出部２１ｐ〜２３ｐと、複数の共振器の少なくとも二つに独立に作用して多重共振器の透過率を変化させる複数の光可変部２２ｈ〜２３ｈと、多重共振器へ光を供給するとともに当該多重共振器から戻って来た光を外部へ出射する光入出力部１７と、光検出部で検出された光パワーに基づいて複数の光可変部を制御する制御部１８とを備えた波長可変光源において、スルーポートと光検出部との間に、スルーポートから出射された光を減衰させて光検出部に入射させる光減衰部９１〜９３を有する。【選択図】図２
2009096431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる光路長を有するとともに互いに連結された、スルーポートを備えた複数のリング共振器を含む多重共振器と、前記複数のリング共振器のそれぞれのスルーポートを経て出力される光パワーを検出する複数の光検出部と、前記複数の共振器のそれぞれ独立に作用して前記多重共振器の透過率を変化させる複数の光可変部と、前記多重共振器へ光を供給するとともに当該多重共振器から戻って来た光を外部へ出射する光入出力部と、前記光検出部で検出された前記光パワーに基づいて前記複数の光可変部を制御する制御部とを備えた波長可変光源において、
前記スルーポートと前記光検出部との間に、前記スルーポートから出射された光を減衰させて前記光検出部に入射させる光減衰部を有することを特徴とする波長可変光源。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の光検出部受光素子で検出された前記光パワーの和を求める光パワー加算手段と、この光パワー加算手段で求めた前記光パワーの和が最小となるように前記複数の光可変部を制御する光可変部制御手段とを有することを特徴とする波長可変光源。
【請求項３】
前記光減衰部は、前記光検出部を構成する各々の受光素子で検出された前記光パワーが概略等しくなるように、前記スルーポートから出射された光を減衰させて前記各々の受光素子に入射させることを特徴とする、請求項１に記載の波長可変光源。
【請求項４】
前記光減衰部が、結合導波路、交差導波路、ギャップ手段、軸ずれ手段のうちいずれか１つ以上を含むことを特徴とする、請求項３に記載の波長可変光源。
【請求項５】
前記光減衰部が、前記スルーポートから出射された光を複数の出力系統に分岐する結合導波路によって構成され、前記複数の出力系統のうち１系統の光が前記光検出部に入射され、前記光検出部に入射されない系統の光を外部に逃がすことを特徴とする、請求項３に記載の波長可変光源。
【請求項６】
前記光可変部制御手段は、
前記複数の光可変部に対する各制御入力の値同士の第一の組み合わせについて、少なくとも一つの制御入力の値を変えた複数の組み合わせを作成する複数組み合わせ作成手段と、
これらの複数の組み合わせおよび前記第一の組み合わせに従って前記複数の光可変部を制御して、前記複数の受光素子で検出された前記光パワーの和が最小になる組み合わせを第二の組み合わせとする第二組み合わせ抽出手段と、
この第二の組み合わせの各制御入力の値に前記第一の組み合わせの各制御入力の値を近づけて、これを新たな前記第一の組み合わせとして前記複数組み合わせ作成手段へ出力する第一組み合わせ作成手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の波長可変光源。
【請求項７】
前記複数の光可変部は、前記複数のリング共振器に設けられたそれぞれのヒータであり、
前記複数組み合わせ作成手段は、前記複数のヒータに対する各投入電力の値同士の第一の組み合わせについて、少なくとも一つの投入電力の値を変えた複数の組み合わせを作成する機能を有し、
前記第二組み合わせ抽出手段は、これらの複数の組み合わせおよび前記第一の組み合わせに従って前記複数のヒータを制御して、前記複数の受光素子で検出された前記光パワーの和が最小になる組み合わせを第二の組み合わせとする機能を有し、
前記第一組み合わせ作成手段は、この第二の組み合わせの各投入電力の値に前記第一の組み合わせの各投入電力の値を近づけて、これを新たな前記第一の組み合わせとして前記複数組み合わせ作成手段へ出力する機能を有することを特徴とする請求項６に記載の波長可変光源。
【請求項８】
波長可変光源と、前記波長可変光源を収納したケースと、前記波長か辺光源から出射された光を前記ケース外部に導く光導通部とを有し、
前記波長可変光源は、
互いに異なる光路長を有するとともに互いに連結され、スルーポートを備えた複数のリング共振器を含む多重共振器と、
前記複数のリング共振器のそれぞれのスルーポートを経て出力される光パワーを検出する複数の光検出部と、
前記複数のリング共振器のそれぞれ独立に作用して前記多重共振器の透過率を変化させる複数の光可変部と、
前記多重共振器へ光を供給するとともに当該多重共振器から戻って来た光を外部へ出射する光入出力部と、
前記光検出部で検出された前記光パワーに基づいて前記複数の光可変部を制御する制御部と、
前記スルーポートと前記光検出部との間に、前記スルーポートから出射された光を減衰させて前記光検出部に入射させる光減衰部を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項９】
互いに異なる光路長を有するとともに互いに連結された複数のリング共振器を含む多重共振器と、前記複数の共振器のそれぞれのスルーポートを経て出力される光パワーを各スルーポートで検出する複数の受光素子と、前記複数の共振器の少なくとも二つに独立に作用して前記多重共振器の透過率を変化させる複数の光可変部と、前記多重共振器へ光を供給するとともに当該多重共振器から戻って来た光を外部へ出射する光入出力部と備え、前記複数の受光素子で検出された前記光パワーの和が最小となるように前記複数の光可変部を制御する波長可変光源の制御方法であって、
前記スルーポートから出射された光を減衰させて前記複数の受光素子に入射させることを特徴とする波長可変光源の制御方法。
【請求項１０】
前記各受光素子で検出された前記光パワーを概略等しくなるように前記光を減衰させることを特徴とする、請求項９に記載の波長可変光源の制御方法。
【請求項１１】
前記スルーポートから出射された光を複数の出力系統に分岐し、
前記複数の出力系統のうち１系統の光を前記受光素子に入射させ、前記受光素子に入射されない系統の光を前記波長可変光源の外部に逃がすことを特徴とする、請求項１０に記載の波長可変光源の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重リング共振器を用いて光の波長を変えることができる波長可変光源に関し、特に該波長可変光源においてより安定した波長の出力光を得ることに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの急成長、特に動画や音声などの大容量コンテンツの利用の増大などによって、近年ネットワークトラフィックが劇的に増加している。波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光通信は、一本の光ファイバで複数波長の光を伝送可能なため、近年のネットワークにおいて要求される大容量伝送に適している。最近では、さらに多くの波長の異なる光を伝送する高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ：Dense
Wavelength Division Multiplexing）通信の需要が高まっている。【０００３】
ＷＤＭ通信システムにおいては各波長に対応した光源が必要となるが、ネットワークの大容量化に伴い、さらに多くの波長が必要となるため、汎用の固定波長半導体レーザでは対応しきれない状況となりつつある。そのため、１つの光源で複数の波長を出力することが可能である波長可変レーザ光源が、次世代の光通信におけるキーデバイスとして期待されている。【０００４】
汎用のＷＤＭ通信の光源としては、活性層全体に沿って回折格子が形成されている分布帰還型（ＤＦＢ：Distributed Feed-Back）レーザや活性領域と分布反射領域が同一素子内に形成された分布反射器（ＤＢＲ：Distributed
Bragg Reflector）レーザがよく使われてきた。しかしながら、可変波長範囲はＤＦＢレーザで３ｎｍ以内、ＤＢＲレーザで１０ｎｍ以内であり、実際にＷＤＭ装置に適用するためには不十分である。【０００５】
ＤＢＲレーザを改良し、回折格子周期を周期的に変化させた構造を配置したSampled-Grating-DBRレーザでは、バーニア効果を利用して数十ｎｍオーダの可変波長動作が可能である。しかし、同一素子内に活性領域と分布反射領域が形成されたＤＢＲレーザでは、素子サイズが大きくならざるを得ず、複雑な製造工程を必要とする。さらに、長期的に電流を注入することで分布反射領域の欠陥が増加するため、注入電流に対する屈折率変動の割合が大きく変化し、長期信頼性を確保するのが非常に困難である。このように、今まで多くの可変波長半導体レーザが提案されているものの、未だ多くの問題を抱えており、実用化が困難な状況にある。【０００６】
図１８は、特許文献１に記載されたリング共振器を利用した波長可変レーザ光源３００の構成を示す概念図である。図１８に示す波長可変レーザでは、ＳＯＡ（半導体光増幅器）３２１で発振された光がリング共振器３０１〜３０２に入力され、終端のループミラー３２２で反射されてＳＯＡ３２１に戻ってきて出力される。【０００７】
その際、リング共振器３０１〜２０２に取り付けられたヒータ３１１〜３１２に通電することでリング導波路の温度を変化させ、実効屈折率を変化させることで、出力光が所望の波長にチューニングされる。そのため、電流を直接注入する制御方式よりも長期的な特性変化が小さい。また、共振円周の僅かに異なったリング共振器を複数段にすることで、単体リング共振器での１ｎｍの間隔である共振ピーク波長が、バーニア効果により数十ｎｍの広い間隔で１波長でのみ一致する。【０００８】
したがって、この波長で非常に良好な単一モード発振を実現でき、発振波長は各リングのヒータ電力を調整することで選択できる。このようなＰＬＣ（Planer Lightwave Circuit）素子とＳＯＡによる波長可変レーザ光源は、特性面、量産性の面で他の波長可変レーザに比べて優れており、今後の発展が期待できる。【０００９】
その他、波長可変光源に関連する特許文献として、特許文献２には、モニタ用の受光素子の直前の光導波路でモニタ光を適正な強度にまで減衰させるという技術が開示されている。【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２４５３４６号公報
【特許文献２】特開２００３−２３３０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図１８に示した複数段のリング共振器による波長可変レーザでは、まずＩＴＵ（International Telecommunication Union）グリッド間隔に対応した共振円周を持ち発振波長を決める基準となるリングを決め、他の僅かに共振周回長の異なるリング共振器の共振ピーク波長を、ヒータ電力を調整することで基準リングの共振ピーク波長に合わせる。そこで、各リングの共振ピークを正確に合わせないと、基準リング波長からの乖離やモード飛び（波長飛び）が発生する。【００１２】
本発明の目的は、波長飛びを起こさずに安定した出力光波長を得ることのでき、かつ意図しない高出力の光が放出されることのない波長可変光源、光モジュール、および波長可変光源の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る波長可変光源は、互いに異なる光路長を有するとともに互いに連結された複数のリング共振器を含む多重共振器と、リング共振器の出力はドロップポートとスルーポートからなり、複数の共振器のそれぞれのスルーポートを経て出力される光パワーを検出する複数の光検出部と、複数の共振器のそれぞれ独立に作用して多重共振器の透過率を変化させる複数の光可変部と、多重共振器へ光を供給するとともに当該多重共振器から戻って来た光を外部へ出射する光入出力部と、光検出部で検出された光パワーに基づいて複数の光可変部を制御する制御部とを備えた波長可変光源において、光検出部は、複数の共振器のそれぞれのスルーポートに設けられた複数の受光素子であり、制御部は、複数の受光素子で検出された光パワーの和を求める光パワー加算手段と、この光パワー加算手段で求めた光パワーの和が最小となるように複数の光可変部を制御する光可変部制御手段とを有し、スルーポートと光検出部との間に、スルーポートから出射された光を減衰させて光検出部に入射させる光減衰部を有することを特徴とする。【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る光モジュールは、前記波長可変光源と、この波長可変光源の制御部を除く部分の温度を一定に保つ温度調節部と、この温度調節部および波長可変光源の制御部を除く部分を収容するケースと、このケースの外から温度調節部および波長可変光源の制御部を除く部分に対して電力を供給するとともに電気信号を入出力する電気導通部と、波長可変光源から出射された光をケース外部へ導く光導通部とを備えたことを特徴とする。【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る波長可変光源の製造方法は、互いに異なる光路長を有するとともに互いに連結された複数のリング共振器を含む多重共振器と、複数の共振器のそれぞれのスルーポートを経て出力される光パワーを各スルーポートで検出する複数の受光素子と、複数の共振器の少なくとも二つに独立に作用して多重共振器の透過率を変化させる複数の光可変部と、多重共振器へ光を供給するとともに当該多重共振器から戻って来た光を外部へ出射する光入出力部と備え、複数の受光素子で検出された光パワーの和が最小となるように複数の光可変部を制御する波長可変光源を製造する方法であって、スルーポートと複数の受光素子との間に、スルーポートから出射された光を減衰させて複数の受光素子に入射させる光減衰部を挿入する挿入工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、スルーポートから出射された光を減衰させて複数の受光素子に入射させるように構成したので、極端に出力の大きい特定のスルーポートが合成特性において支配的になるという現象が生じない。これによって、波長飛びを起こさずに安定した出力光波長を得ることができ、かつ意図しない高出力の光が放出されることがなくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
まず初めに、本願発明の背景となる重要技術について説明する。図１４は、本願発明の背景となる波長可変光源２００の構成を示す概念図である。波長可変光源２００では、各リング共振器のスルーポートの出力特性をモニタし、全リングのスルーポート光出力の合計が最小となるような各調整リングのヒータ電力を投入する。こうすることで、リング共振器のドロップ光が最も強くなる条件に設定できるため、単一で長期的に安定した発振モードを得ることが出来る。【００１８】
図１４の波長可変光源２００は、互いに異なる光路長を有するとともに互いに連結されたリング共振器２１、２２、２３を含む多重リング共振器２０と、リング共振器２１、２２、２３からスルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔを経て出力される光パワーを検出する光検出部としての受光素子２１ｐ、２２ｐ、２３ｐと、リング共振器２２、２３に独立に作用して多重リング共振器２０の透過率を変化させる複数の光可変部としての膜状のヒータ２２ｈ、２３ｈと、多重リング共振器２０へ光を供給するとともに多重リング共振器２０から戻って来た光を外へ出射する光入出力部としてのＳＯＡ１７と、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出された光パワーに基づいてヒータ２２ｈ、２３ｈを制御する制御部１８とを備えている。【００１９】
受光素子２１ｐ、２２ｐ、２３ｐは、リング共振器２１、２２、２３のスルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔにそれぞれ設けられている。制御部１８は、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出された光パワーの和が最小となるように、ヒータ２２ｈ、２３ｈを制御する。受光素子２１ｐ〜２３ｐは、受光面に照射された光のパワーに応じて電気信号を出力する。【００２０】
リング共振器２１〜２３は、互いに異なる光路長を有するリング状導波路からなり、方向性結合器２４〜２７および導波路２８、２９を介して連結されている。多重リング共振器２０は、リング共振器２１〜２３の他に、リング共振器２１に方向性結合器１１を介して一端が接続された入出力側導波路１２と、リング共振器２３に方向性結合器１３を介して一端が接続された反射側導波路１４と、リング共振器２１〜２３、入出力側導波路１２および反射側導波路１４が形成されたＰＬＣ基板１５と、反射側導波路１４の他端に設けられた高反射膜１６とを備えている。【００２１】
ヒータ２２ｈ、２３ｈは、リング共振器２２、２３上に形成された円弧状の例えばアルミニウム膜であり、円弧の両端が通電用の電極になっている。換言すると、ヒータ２２ｈ、２３ｈは、ＰＬＣ基板１５上に例えば金属膜を蒸着や付着によって形成可能であり、材質としてはアルミニウム、白金、クロムなどが用いられる。ヒータ２２ｈ、２３ｈは、薄膜でも厚膜でもよい。ＳＯＡ１７は、位相制御領域１７ａを有し、光入出力端１７ｂが入出力側導波路１２の他端に接続されている。【００２２】
なお、リング共振器２１にも、リング共振器２２および２３と同様にヒータが、発振波長をＩＴＵグリッドと概略一致するように調整するために装備されている。しかしながら、リング共振器２１の共振波長は、発振波長を概略調整した後は原則固定される。従って、リング共振器２１に装備されるヒータは、以後で説明する共振波長の調整とは直接関係しないので、図示および説明を省略している。【００２３】
受光素子２１ｐ〜２３ｐは、フォトダイオードを用いている。また、ＰＬＣ基板１５は、温度調節手段としてのペルチェ素子（図示せず）の上に設けられている。このペルチェ素子は、リング共振器２１のＦＳＲ（Free Spectral Range）がＩＴＵグリッドに一致するように、ＰＬＣ基板１５の温度を一定に保つ。ＳＯＡ１７は、無反射膜（図示せず）を介して入出力側導波路１２の他端に結合されている。高反射膜１６は、例えばＰＬＣ基板１５の側面に誘電体多層膜を蒸着や貼り付けによって形成したものである。高反射膜１６の代わりに、導波路からなるループミラー等を用いてもよい。【００２４】
ＳＯＡ１７から出射された光は、ＳＯＡ１７→入出力側導波路１２→方向性結合器１１→多重リング共振器２０→方向性結合器１３→反射側導波路１４→高反射膜１６→反射側導波路１４→方向性結合器１３→多重リング共振器２０→方向性結合器１１→入出力側導波路１２→ＳＯＡ１７、という経路を通って戻ってくる。この戻り光は、多重リング共振器２０の共振波長であるとき、最も強くなる。その理由は、多重リング共振器２０を構成する各リング共振器２１〜２３はＦＳＲが僅かに異なっているため、各リング共振器２１〜２３で発生している反射（透過）の周期的な変化が一致した波長（共振波長）において更に大きな反射が発生するからである。【００２５】
また、方向性結合器１１、２５、２７のスルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔを通過する光は、多重リング共振器２０の共振波長であるときに最も少なくなる。したがって、スルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔにおける光量を受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出することにより、多重リング共振器２０の共振波長を検出することができる。【００２６】
一方、共振波長すなわち周期の一致する波長は、各リング共振器２１〜２３の円周長と導波路屈折率変化とにより大きく変わる。この導波路屈折率は熱光学効果によって変えることができる。すなわち、リング共振器２２、２３の温度特性を利用して、ヒータ２２ｈ、２３ｈの投入電力を制御することにより、多重リング共振器２０の共振波長を変化させることが可能である。【００２７】
すなわち、図１４の波長可変光源２００は、円周の僅かに異なるリング共振器２１〜２３を三個直列に接続して多重リング共振器２０を構成し、これにより発生するバーニア効果を巧みに利用している。【００２８】
リング共振器２１〜２３の円周長（光路長）を適正に設定すれば、ヒータ２２ｈは微調整用の光可変部として動作し、ヒータ２３ｈは粗調整用の光可変部として動作する。図１５において、基準用のリング共振器２１の中心に「Ｒ（Reference）」、微調整用のリング共振器２２の中心に「Ｆ（Fine）」、粗調整用のリング共振器２３の中心に「Ｃ（Coarse）」をそれぞれ付す。【００２９】
制御部１８は、例えばＤＳＰなどのマイクロコンピュータおよびそのプログラムを中心に構成され、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出された光パワーの和が最低となるように、すなわち所望の共振波長が一定になるように、ヒータ２２ｈ、２３ｈへの投入電力を制御する。なお、制御部１８は、位相制御領域１７ａへの通電量を制御して波長を制御する機能も有している。例えば数１０ｐｍ程度の波長制御は、ＳＯＡ１７の位相制御領域１７ａへ電流を流すことによって実行する。【００３０】
図１５は、図１４で示した多重リング共振器２０の発振波長と各ヒータへの投入電力との関係を示すグラフである。図１６および図１７は各ヒータへの投入電力と受光素子の光パワーとの関係を示すグラフである。図１６〜１７の各データは、ヒータ２３ｈ、２２ｈへの投入電力を各軸に示す値に固定にして、位相制御領域１７ａへの通電量を制御することにより、受光素子２１ｐ〜２３ｐの光電流の和を最小にしたときのデータである。【００３１】
図１５は、横軸が発振波長であり、縦軸が投入電力であり、粗調整用のヒータ２３ｈへの投入電力を白丸（○）で示し、微調整用のヒータ２２ｈへの投入電力を黒丸（●）で示す。つまり、図１５は、粗調整用のヒータ２３ｈおよび微調整用のヒータ２２ｈのどちらか一方の投入電力を固定し他方の投入電力を変化させた結果である。当然のことながら、同じ投入電力に対する共振波長の変化は、粗調整用のヒータ２３ｈでは大きく、微調整用のヒータ２２ｈでは小さい。【００３２】
この図からわかるように、約１８ｍＷ間隔で各波長チャネルが並んでいる。ヒータ２３ｈ、２２ｈへの投入電力の許容されるズレ量は、２ｍＷ程度しかない。このため、効率的に投入電力条件を決定することにより、様々な要因で発生する最適な投入電力条件のズレを補正することが必要である。【００３３】
図１６および図１７は、図１４で示した各ヒータ２２ｈ、２３ｈへの投入電力と受光素子の光パワーとの関係、すなわち波長可変光源２００のある波長におけるＴＯ（Thermo Optics effect）トレランス（tolerance）特性を示したものであり、グラフの中心が最も安定な投入電力条件である。図１７では、リング共振器２１、２２、２３のスルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔから出力された光を受光素子２１ｐ、２２ｐ、２３ｐで電流値に変換して合計した値（以下「３ＰＤＭＵＸ」という。）を示している。【００３４】
図１７では、ＳＯＡ１７から波長可変光源２００の外へ出力された光を受光素子（図示せず）で電力値に変換したその値（以下「光出力」という。）を示している。また、図１６および図１７では、粗調整用のヒータ２３ｈへの投入電力を「ＴＯcoarse」として示し、微調整用のヒータ２２ｈへの投入電力を「ＴＯfine」として示す（以下同じ。）。つまり、図１６および図１７は、粗調整用のヒータ２３ｈと微調整用のヒータ２２ｈとを同時に制御した結果である。【００３５】
これらの図からわかるように、光出力の最大点と３ＰＤＭＵＸの最小点との位置は完全に一致しており、それぞれの凸凹が逆転した形になっている。物理的には、３ＰＤＭＵＸが小さいということは、ＰＬＣの光フィルタすなわち多重リング共振器２０の損失が小さいということを意味している。したがって、３ＰＤＭＵＸが最小となるとき、光出力も最大になるので、これら二つの最適点は一致する。この点を最適ＴＯ点３０１ということにする。この特性を利用して投入電力条件を最適化する。【００３６】
図１６に示すように、３ＰＤＭＵＸの強度はＴＯcoarseおよびＴＯfineに対して最適ＴＯ点３０１を中心とする等高線状の形状のプロファイルを構成する。図１７には複数の最適ＴＯ点３０１が存在し、それぞれ別の出力光波長における最適値を示す。以後、各々の最適ＴＯ点３０１を中心とする区画を発振波長チャネルという。【００３７】
最適ＴＯ点３０１は、本来一つの発振波長チャネルの中央付近にあるべきものである。しかしながら、各スルーポートからの光出力はそのリングの配置に依存してその強度が異なる。そのため、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出される３つのポート出力値のどれか一つが極端に大きい場合、全リングのスルーポートの合成特性においてその極端に出力の大きいスルーポートが支配的になる。その結果、最適ＴＯ点３０１が隣接する他の発振波長チャネルとの境界の近くに偏ってしまう。これによって、出力光波長が隣接する発振波長チャネルの周波数になってしまう「波長飛び」と呼ばれる現象が起こる。【００３８】
また、本構成の波長可変レーザではリング共振器の位相、もしくはＳＯＡの位相を制御することで発振モードを制御する。しかしながら、発振波長切り替え等位相調整時およびスルーポートへの受光素子の軸調整時等に、位相条件がずれ、意図した通りの発振にならないことがある。その際、スルーポートから高出力の光が放出され、その高出力の光を受けた受光素子を破壊する恐れもある。【００３９】
以下、それらの問題点を改善した内容について説明する。図１は、上記の問題を解決する原理について示す概念図である。図１４に示した波長可変光源２００では、リング共振器のスルーポートからの出力光を直接受光素子に入力していた。これに対して以下の内容では、リング共振器１のスルーポート１ｔからの出力光を、結合導波路２の入力端２ｉによって、２系統の出力端２ｏおよび２ｐに分岐させ、かつ、２系統の出力端２ｏおよび２ｐのうちの一方のみを、フォトダイオードなどの受光素子３に入射させるように構成した点に特徴を有する。【００４０】
このような構造を、波長可変光源２００が有する３つのリング共振器のすべてが有することによって、各スルーポートからの光出力を減衰させ、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出される３つのポート出力値を均等にし、ポート出力のうちどれか一つが極端に大きいということをなくす。従って、最適ＴＯ点が偏ってしまう現象は発生しないので、波長飛びも発生しない。また、スルーポートから高出力の光が放出された場合にも、その光が減衰させられてから受光素子に入射されるので、受光素子の破壊も発生しにくい。【００４１】
図２は、本実施の形態に係る波長可変光源１０の構成を示す概念図である。図２の波長可変光源１０は、図１４の波長可変光源２００と共通する構成を多く含むので、ここではそれらの間の相違点のみを説明し、両者で共通する構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。【００４２】
波長可変光源１０では、リング共振器２１に装備された方向性結合器１１のスルーポート１１ｔに、結合導波路９１の入力端９１ｉが接続される。結合導波路９１の２系統の出力端のうち一方９１ｏからの出力が、受光素子２１ｐに入射する。一方、リング共振器２２に装備された方向性結合器２５のスルーポート２５ｔに、結合導波路９２の入力端９２ｉが接続される。結合導波路９２の２系統の出力端のうち一方９２ｏからの出力が、受光素子２２ｐに入射する。そして、リング共振器２３に装備された方向性結合器２７のスルーポート２７ｔに、結合導波路９３の入力端９３ｉが接続される。結合導波路９３の２系統の出力端のうち一方９３ｏからの出力が、受光素子２３ｐに入射する。【００４３】
各々のリング共振器２１〜２３は、ＳＯＡ１７からＰＬＣ基板１５に入る方向（行き方向）と、逆にＳＯＡ１７へ向かう方向（帰り方向）にそれぞれ１つずつ計２つのスルーポートを持つ。たとえばリング共振器２１は、行き方向側にスルーポート１１ｔと、帰り方向側にスルーポート２４ｔとを持つ。リング共振器２２は、行き方向側にスルーポート２５ｔと、帰り方向側にスルーポート２６ｔとを持つ。リング共振器２３は、行き方向側にスルーポート２７ｔと、帰り方向側にスルーポート１３ｔとを持つ。【００４４】
行き方向と帰り方向のスルーポートのうちどちらか一方のみをモニタするようにすることで、受光素子に入射される光出力を下げることができる。図２で示す波長可変光源１０では、行き方向側のスルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔに受光素子２１ｐ〜２３ｐを設け、帰り方向側のスルーポート２４ｔ、２６ｔ、１３ｔには受光素子を設けていない。そして、先に述べたように行き方向側のスルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔからの出力を結合導波路９１〜９３に入射させることにより、さらに受光素子２１ｐ〜２３ｐに入射するポート出力値を減衰させる。【００４５】
ただし、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出される３つのポート出力値は、それらのうちどれか一つが極端に大きいということがなければよいので、厳密に均等である必要はない。従って、波長可変光源１０の設計段階で、試作用サンプルに対する評価などに基づいて、各々の結合導波路９１〜９３のタップ率（分岐比）などのパラメータを決定するとよい。【００４６】
図３は、図２に示した結合導波路９１〜９３におけるＤＣ長（結合導波路長）とタップ率の関係を示すグラフである。横軸にＤＣ長、縦軸にタップ率を示している。ＤＣ長の変化によって、図３に示すようにタップ率を決定することができる。図３に示す例では、タップ率が光出力の減衰率を表す。【００４７】
波長可変光源１０の設計段階で、結合導波路９１〜９３を挿入していない状態で３ＰＤＭＵＸが最小となる電力条件において、各々のポート出力値を測定する。最もポート出力値の低いポートの出力値に、他の２つのポート出力値を合わせるように、結合導波路９１〜９３のタップ率を決定して挿入する。以後は、決定されたタップ率などのパラメータに基づいて波長可変光源１０を製造すればよい。【００４８】
そして、結合導波路９１〜９３の、受光素子２１ｏ〜２３ｏに入射しない側の出力端９１ｐ〜９３ｐから出力された光が、迷光としてＰＬＣ基板１５内部に紛れ込んだり、受光素子２１ｐ〜２３ｐのいずれかに受光されたりする恐れがある。これは、波長可変光源１０の動作に意図しない不具合を与える恐れがあるので、出力端９１ｐ〜９３ｐから出力される光をＰＬＣ基板１５外部に逃がすとよい。同様に、帰り方向側のスルーポート２４ｔ、２６ｔ、１３ｔからの出力光も、ＰＬＣ基板１５外部に逃がすとよい。【００４９】
以上述べたように、本実施の形態に係る波長可変光源１０は、リング共振器２１〜２３とＳＯＡ１７を組み合わせた波長可変光源１０において、リング共振器のスルーポートに出力低減構造を導入することにより、最適ＴＯ点の偏りに伴う波長飛びを起こさずに安定した出力光波長を得ることができ、かつ意図しない高出力の光が放出されることによって受光素子が破損することを防ぐことができる。【００５０】
図４は、図２に示した波長可変光源１０において結合導波路９１〜９３の代替として利用することの可能な出力低減構造の例を示す概念図である。スルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔからの出力光を減衰させることが可能な手段であれば、結合導波路９１〜９３の代替として利用することが可能である。かつ、その減衰量を設計上のパラメータとして製造できるものであればより望ましい。【００５１】
より具体的には、たとえば図４（ａ）に示す交差導波路９４、図４（ｂ）に示すギャップ９５、図４（ｃ）に示す軸ずれ構造９６などを利用することができる。軸ずれ構造９６を利用する場合、通常の導波路に対して軸ずれを与えると、少しの軸ずれ量の変化で大きく減衰量が変化するので、減衰量の細かい調整には不向きである。そのため、導波路の先端を広げた構造を設けて、それによって減衰量の細かい調整を容易にしている。【００５２】
製造された波長可変光源１０の動作は、図１４に示す波長可変光源２００と同一である。従って、以後はその動作の概要を記すにとどめる。【００５３】
図５および図６は、図２に示すヒータ２２ｈ、２３ｈへの投入電力の最適値からのズレと光出力および３ＰＤＭＵＸとの関係、すなわち投入電力に対するトレランスを光出力と３ＰＤＭＵＸとについて比較した結果である。図５および図６における横軸の０が投入電力の最適値である。図５に示す（＋＋０）方向とは、ヒータ２２ｈ、２３ｈへの投入電力を同じだけ増減する操作をいう。図６に示す（＋−０）方向とは、ヒータ２２ｈ、２３ｈへの投入電力を反対に動かす操作をいう。【００５４】
この図からわかるように、（＋＋０）方向でも（＋−０）方向でも、上に凸の光出力では、投入電力に対する変動比率が小さいため、投入電力がずれたときの感度も小さい。これに対し、下に凸の３ＰＤＭＵＸでは、投入電力に対する変動比率が大きいため、投入電力がずれたときの感度が大きい。このため、制御方式としては３ＰＤＭＵＸの方が都合良い。特に光出力の変動比率は発振条件によってはほとんど変化しない場合もあるので、発振条件によらず大きな感度が得られる３ＰＤＭＵＸの方が投入電力の最適化には都合が良い。【００５５】
本実施形態の波長可変光源１０によれば、リング共振器２１〜２３のスルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔから出力された光パワーの和が最小となるようにヒータ２２ｈ、２３ｈを制御する際に、スルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔにそれぞれ受光素子２１ｐ、２２ｐ、２３ｐを設け、受光素子２１ｐ、２２ｐ、２３ｐで検出された光パワーの和を求めることにより、光学的にではなく電気的に光パワーの和を求めることになるので、干渉による光パワーの検出精度の低下を防ぐことができ、装置の大型化等を招くことなく光パワーの検出精度を向上できる。【００５６】
図７は、図２の波長可変光源１０における制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。制御部１８は、マイクロコンピュータ４０を中心に、Ａ／Ｄ変換器２１ａ、２２ａ、２３ａ、Ｄ／Ａ変換器２２ｄ、２３ｄ等から構成されている。Ａ／Ｄ変換器２１ａ〜２３ａは、受光素子２１ｐ〜２３ｐから出力されたアナログ信号をディジタル信号に変換してマイクロコンピュータ４０へ出力する。Ｄ／Ａ変換器２２ｄ、２３ｄは、ヒータ２３ｈ、２２ｈのドライバを兼ねており、マイクロコンピュータ４０からの制御信号（ディジタル信号）に応じてヒータ２３ｈ、２２ｈへ投入電力（アナログ信号）を供給する。【００５７】
マイクロコンピュータ４０はＤＳＰなどの一般的なものであり、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、入出力インタフェース４４等を備えている。ＣＰＵ４１はＲＡＭ４３に格納されているプログラムの命令を取り出して解読し実行する。入出力インタフェース４４は、ＣＰＵ４１と外部のコンピュータ等との間での通信機能も有する。受光素子２１ｐ〜２３ｐから出力された電気信号としての光電流の和は、Ａ／Ｄ変換器２１ａ〜２３ａおよびマイクロコンピュータ４０によってディジタル的に求められる。同時に制御部１８は、位相制御領域１７ａ（図２）やペルチェ素子（図示せず）を制御する機能も有している。【００５８】
図８は、図２の波長可変光源１０における制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。図９は、図８における複数組み合わせ作成手段の動作の一部を示す説明図である。図１０は、図８における再収束判定手段の動作の一部を示す説明図である。【００５９】
制御部１８は、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出された光パワーの和を求める光パワー加算手段１８ａと、光パワー加算手段１８ａで求めた光パワーの和が最小となるようにヒータ２２ｈ、２３ｈを制御する光可変部制御手段１８ｂとを有する。光可変部制御手段１８ｂは、複数組み合わせ作成手段３１、第二組み合わせ抽出手段３２、第一組み合わせ作成手段３３、動作終了判定手段３４、再収束判定手段３５等を備えている。【００６０】
複数組み合わせ作成手段３１は、複数の光可変部に対する各制御入力の値同士の第一の組み合わせについて、少なくとも一つの制御入力の値を変えた複数の組み合わせを作成する。第二組み合わせ抽出手段３２は、複数の組み合わせおよび第一の組み合わせに従って複数の光可変部を制御して、光検出部で検出された光パワーの和が最小になる組み合わせを第二の組み合わせとする。第一組み合わせ作成手段３３は、第二の組み合わせの各制御入力の値に第一の組み合わせの各制御入力の値を近づけて、これを新たな第一の組み合わせとして複数組み合わせ作成手段３１へ出力する。【００６１】
ここで、図２に示すように、複数のリング共振器はリング共振器２１、２２、２３であり、光検出部はリング共振器２１、２２、２３のそれぞれのスルーポート１１ｔ、２５ｔ、２７ｔに設けられた受光素子２１ｐ、２２ｐ、２３ｐであり、複数の光可変部はリング共振器２２に設けられたヒータ２２ｈとリング共振器２３に設けられたヒータ２３ｈとであるとする。すると、複数組み合わせ作成手段３１は、ヒータ２２ｈ、２３ｈに対する各投入電力の値同士の第一の組み合わせについて、少なくとも一つの投入電力の値を変えた複数の組み合わせを作成する機能を有する。【００６２】
第二組み合わせ抽出手段３２は、複数の組み合わせおよび第一の組み合わせに従ってヒータ２２ｈ、２３ｈを制御して、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出された光パワーの和が最小になる組み合わせを第二の組み合わせとする機能を有する。第一組み合わせ作成手段３３は、第二の組み合わせの各投入電力の値に第一の組み合わせの各投入電力の値を近づけて、これを新たな第一の組み合わせとして複数組み合わせ作成手段３１へ出力する機能を有する。【００６３】
このときの各手段は、更に次のように具体化してもよい。複数組み合わせ作成手段３１は、図９に示すように、ヒータ２３ｈ、２２ｈに対する各投入電力の値同士の組み合わせである第一の組み合わせ（ｘ１、ｙ１）について、電力振り幅ΔＰで増減させた八通りの組み合わせ（ｘ１−ΔＰ、ｙ１−ΔＰ）、（ｘ１−ΔＰ、ｙ１）、（ｘ１−ΔＰ、ｙ１＋ΔＰ）、（ｘ１、ｙ１＋ΔＰ）、（ｘ１＋ΔＰ、ｙ１＋ΔＰ）、（ｘ１＋ΔＰ、ｙ１）、（ｘ１＋ΔＰ、ｙ１−ΔＰ）および（ｘ１、ｙ１−ΔＰ）を作成する機能を有する。第二組み合わせ抽出手段３２は、八通りの組み合わせおよび第一の組み合わせに従ってヒータ２３ｈ、２２ｈを制御して、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出された光パワーの和が最小になる組み合わせを第二の組み合わせ（ｘ２、ｙ２）とする機能を有する。【００６４】
第一組み合わせ作成手段３３は、第二の組み合わせの各投入電力の値と第一の組み合わせの各投入電力の値との和の半分の値（（ｘ１＋ｘ２）／２、（ｙ１＋ｙ２）／２）を新たな第一の組み合わせとし、電力振り幅ΔＰの半分の値ΔＰ／２を新たな電力振り幅とし、新たな第一の組み合わせおよび新たな電力振り幅を複数組み合わせ作成手段３１へ出力する波長切替機能を有する。動作終了判定手段３４は、新たな電力振り幅が一定値以下になったときに複数組み合わせ作成手段３１、第二組み合わせ抽出手段３２および第一組み合わせ作成手段３３の動作を終了させる波長切替機能を有する。また、第一の組み合わせ（ｘ１、ｙ１）の初期値は、多重リング共振器２０の共振波長に対応する値として予め定められたものである。【００６５】
また、再収束判定手段３５は、動作終了判定手段３４によって複数組み合わせ作成手段３１、第二組み合わせ抽出手段３２および第一組み合わせ作成手段３３の動作が終了した後に、図１０に示すように、第一の組み合わせ（ｘ１、ｙ１）の初期値を（ｘ１0、ｙ１0）とし、電力振り幅ΔＰの初期値よりも小さい電力値をΔｐとしたとき、第二の組み合わせの各投入電力の値と第一の組み合わせの各投入電力の初期値との差Ｌ＝√｛（ｘ２−ｘ１0）2＋（ｙ２−ｙ１0）2｝が一定値以上になった場合に、（ｘ１0−Δｐ｛（ｘ２−ｘ１0）／Ｌ｝、ｙ１0−Δｐ｛（ｙ２−ｙ１0）／Ｌ｝）を新たな第一の組み合わせとし、電力振り幅ΔＰの初期値を新たな電力振り幅とし、新たな第一の組み合わせおよび新たな電力振り幅を複数組み合わせ作成手段３１へ出力する。【００６６】
更に、第一組み合わせ作成手段３４は、前述の波長切替機能とは別に、第二の組み合わせの各投入電力の値と第一の組み合わせの各投入電力の値との和の半分の値（（ｘ１＋ｘ２）／２、（ｙ１＋ｙ２）／２）を新たな第一の組み合わせとし、新たな第一の組み合わせを複数組み合わせ作成手段３１へ出力する定常状態機能を有する。動作終了判定手段３４は、前述の波長切替機能とは別に、複数組み合わせ作成手段３１、第二組み合わせ抽出手段３２および第一組み合わせ作成手段３３の動作を繰り返し実行させる定常状態機能を有する。【００６７】
図１１は、図８に示した制御部１８による波長切替動作の一例を示すフローチャートである。まず、多重リング共振器２０の共振波長に対応する値として予め定められた初期値（ｘ１0、ｙ１0）を入力し、これを第一の組み合わせ（ｘ１、ｙ１）とする（ステップ１０１）。続いて、図９に示すように、ヒータ２３ｈ、２２ｈに対する各投入電力の値同士の組み合わせである第一の組み合わせ（ｘ１、ｙ１）について、電力振り幅ΔＰで増減させた八通りの組み合わせ（ｘ１−ΔＰ、ｙ１−ΔＰ）、（ｘ１−ΔＰ、ｙ１）、（ｘ１−ΔＰ、ｙ１＋ΔＰ）、（ｘ１、ｙ１＋ΔＰ）、（ｘ１＋ΔＰ、ｙ１＋ΔＰ）、（ｘ１＋ΔＰ、ｙ１）、（ｘ１＋ΔＰ、ｙ１−ΔＰ）および（ｘ１、ｙ１−ΔＰ）を作成する（ステップ１０２）。【００６８】
続いて、八通りの組み合わせおよび第一の組み合わせに従ってヒータ２３ｈ、２２ｈを制御する（ステップ１０３）。このとき、ヒータ２３ｈ、２２ｈへの投入電力を各組み合わせの値に固定にして、位相制御領域１７ａへの通電量を制御することにより、受光素子２１ｐ〜２３Ｐの光電流の和を最小にする。そして、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出された光パワーの和が最小になる組み合わせを第二の組み合わせ（ｘ２、ｙ２）とする（ステップ１０４）。【００６９】
続いて、第二の組み合わせの各投入電力の値と第一の組み合わせの各投入電力の値との和の半分の値（（ｘ１＋ｘ２）／２、（ｙ１＋ｙ２）／２）を新たな第一の組み合わせとし、電力振り幅ΔＰの半分の値ΔＰ／２を新たな電力振り幅とする（ステップ１０５）。【００７０】
続いて、新たな電力振り幅が一定値以下になったか否かを判断し（ステップ１０６）、新たな電力振り幅が一定値以下になっていれば、目標とする波長になったと判断して終了する。一方、新たな電力振り幅が一定値以下になっていなければ、新たな第一の組み合わせおよび新たな電力振り幅を持って、ステップ１０２へ戻る。【００７１】
この波長切替動作によれば、最適な投入電力値がありそうな座標上の位置を予想して、その付近の領域で集中的に投入電力を変化させるので、効率的かつ短時間に最適な投入電力値が得られる。なお、ステップ１０２で作成する組み合わせは、八通りに限らず、複数であれば何通りでもよい。また、ステップ１０５でΔＰを割る数値は、「２」に限らず「１」以上であればどのような値でもよく、常に一定ではなく変化（例えば徐々に減少又は増加）するようにしてもよい。【００７２】
図１２は、図８に示した制御部１８による定常状態動作の一例を示すフローチャートである。まず、図１１の波長切替動作によって得られた多重リング共振器２０の共振波長に対応する初期値（ｘ１0、ｙ１0）を入力し、これを第一の組み合わせ（ｘ１、ｙ１）とする（ステップ１１１）。続いて、図９に示すように、ヒータ２３ｈ、２２ｈに対する各投入電力の値同士の組み合わせである第一の組み合わせ（ｘ１、ｙ１）について、電力振り幅ΔＰで増減させた八通りの組み合わせ（ｘ１−ΔＰ、ｙ１−ΔＰ）、（ｘ１−ΔＰ、ｙ１）、（ｘ１−ΔＰ、ｙ１＋ΔＰ）、（ｘ１、ｙ１＋ΔＰ）、（ｘ１＋ΔＰ、ｙ１＋ΔＰ）、（ｘ１＋ΔＰ、ｙ１）、（ｘ１＋ΔＰ、ｙ１−ΔＰ）および（ｘ１、ｙ１−ΔＰ）を作成する（ステップ１１２）。【００７３】
続いて、八通りの組み合わせおよび第一の組み合わせに従ってヒータ２３ｈ、２２ｈを制御する（ステップ１１３）。このとき、ヒータ２３ｈ、２２ｈへの投入電力を各組み合わせの値に固定にして、位相制御領域１７ａへの通電量を制御することにより、受光素子２１ｐ〜２３Ｐの光電流の和を最小にする。そして、受光素子２１ｐ〜２３ｐで検出された光パワーの和が最小になる組み合わせを第二の組み合わせ（ｘ２、ｙ２）とする（ステップ１１４）。【００７４】
続いて、第二の組み合わせの各投入電力の値と第一の組み合わせの各投入電力の値との和の半分の値（（ｘ１＋ｘ２）／２、（ｙ１＋ｙ２）／２）を新たな第一の組み合わせとし、ステップ１１１へ戻る（ステップ１１５）。これにより、以上のステップ１１２〜１１５が繰り返されるが、次のステップを付け加えてもよい。【００７５】
ステップ１１２〜１１５の動作を繰り返し実行させ、終了の指示を受けたときにこれらの動作を終了させる（ステップ１１６）。【００７６】
この定常状態動作によれば、最適な投入電力値がありそうな座標上の位置を予想して、その付近の領域で集中的に投入電力を変化させるので、効率的かつ短時間に最適な投入電力値が得られる。また、波長可変光源１０の動作中に、常にステップ１１２〜１１５を繰り返すことにより、投入電力の最適値の経時変化にも対応することができる。なお、ステップ１１２で作成する組み合わせは、八通りに限らず、複数であれば何通りでもよい。【００７７】
図１３は、図８に示した制御部１８による再収束動作の一例を示すフローチャートである。図１１のステップ１０６で「イエス」となった場合に、以下の再収束動作を追加してもよい。ここで、第一の組み合わせ（ｘ１、ｙ１）の初期値を（ｘ１0、ｙ１0）とし、電力振り幅ΔＰの初期値ΔＰ0よりも小さい電力値をΔｐとする。【００７８】
まず、図１０に示すように、第二の組み合わせの各投入電力の値と第一の組み合わせの各投入電力の初期値との差Ｌ＝√｛（ｘ２−ｘ１0）2＋（ｙ２−ｙ１0）2｝を求める（ステップ１２１）。そして、Ｌが一定値以上であるか否かを判断し（ステップ１２２）、Ｌが一定値未満であれば、目標とする波長のチャネルに収束したと判断して終了する。一方、Ｌが一定値以上であれば、別の波長のチャネルに収束したと判断して、（ｘ１0−Δｐ｛（ｘ２−ｘ１0）／Ｌ｝、ｙ１0−Δｐ｛（ｙ２−ｙ１0）／Ｌ｝）を新たな第一の組み合わせとし、電力振り幅ΔＰの初期値を新たな電力振り幅とする（ステップ１２３）。そして、新たな第一の組み合わせおよび新たな電力振り幅を持って、ステップ１０２へ進む。【００７９】
ステップ１２２で「イエス」となった場合は、目標とは別の波長チャネルに収束するエラーが発生したと判断する。このエラーの原因として、図１１のステップ１０１における初期値（ｘ１0、ｙ１0）が別の波長チャネルにおける第二の組み合わせの最終値に近過ぎたことが考えられる。そこで、この第二の組み合わせの最終値から離れる方向に初期値（ｘ１0、ｙ１0）をずらした点を第一の組み合わせとして、図１１におけるステップ１０２以降の動作を実行する。このように、この再収束動作によれば、目標とは別の波長チャネルに収束しても、目標とする波長チャネルに的確に収束することができる。【００８０】
なお、図１１〜１３に示した各ステップに係る処理は、波長可変光源１０の動作そのものであり、制御部１８の各手段としてマイクロコンピュータ４０を機能させるプログラムとして実現することができる。【００８１】
以上で説明した実施の形態において、波長可変光源１０はリング共振器２１〜２３によって構成されていたが、連結される共振器の数は３個に限定されるものではなく、２個もしくは４個以上であってもよい。各共振器同士を、方向性結合器のみで直結させて構成することも可能である。【００８２】
光入出力部は、ＳＯＡに限らず、光ファイバ増幅器などでもよい。光可変部は、熱的に波長を変えるヒータに限らず、例えば電気的、機械的に波長を変えるものにしてもよい。光可変部の個数は、２個に限らず、３個以上としてもよい。各受光素子で検出された光パワーの和を光学的に求めて、光パワー加算手段を省略するものとしてもよい。【００８３】
なお、以上の実施形態では、波長可変光源として構築する場合を説明したが、図２に示す波長可変光源を用いて光モジュールとして構築してもよいものである。この場合、光モジュールは図２に示すように、波長可変光源と、前記波長可変光源を収納したケース１００と、前記波長可変光源から出射された光を前記ケース１００の外部に導く光導通部１０１とを有する構成として構築する。【００８４】
前記波長可変光源は図２に示すように、互いに異なる光路長を有するとともに互いに連結され、スルーポート１１ｔ，２５ｔ，２７ｔを備えた複数のリング共振器２１，２２，２３を含む多重共振器２０と、前記複数のリング共振器のそれぞれのスルーポート１１ｔ，２５ｔ，２７ｔを経て出力される光パワーを検出する複数の光検出部２１ｐ，２２ｐ，２３ｐと、前記複数のリング共振器のそれぞれ独立に作用して前記多重共振器の透過率を変化させる複数の光可変部２２ｈ，２３ｈと、前記多重共振器へ光を供給するとともに当該多重共振器から戻って来た光を外部へ出射する光入出力部１７と、前記光検出部２１ｐ，２２ｐ，２３ｐで検出された前記光パワーに基づいて前記複数の光可変部を制御する制御部１８と、前記スルーポートと前記光検出部２１ｐ，２２ｐ，２３ｐとの間に、前記スルーポートから出射された光を減衰させて前記光検出部に入射させる光減衰部９２，９３を有する構成として構築すればよいものである。【００８５】
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることは言うまでもないことである。【００８６】
この出願は２００８年２月１日に出願された日本出願特願２００８−０２２８１１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、極端に出力の大きい特定のスルーポートが合成特性において支配的になるという現象を回避することによって、波長飛びを起こさずに安定した出力光波長を得ることに貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態の原理を示す概念図である。
【図２】本実施の形態に係る波長可変光源の構成を示す概念図である。
【図３】図２に示した結合導波路におけるＤＣ長（結合導波路長）とタップ率の関係を示すグラフである。
【図４】図２の波長可変光源において結合導波路の代替として利用することの可能な出力低減構造の例を示す概念図である。
【図５】図２の波長可変光源における各ヒータへの投入電力の最適値からのズレと受光素子の光パワーとの関係を示すグラフ（その１）である。
【図６】図２の波長可変光源における各ヒータへの投入電力の最適値からのズレと受光素子の光パワーとの関係を示すグラフ（その２）である。
【図７】図２の波長可変光源における制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図２の波長可変光源における制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図８における複数組み合わせ作成手段の動作の一部を示す説明図である。
【図１０】図８における再収束判定手段の動作の一部を示す説明図である。
【図１１】図８の制御部による波長切替動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図８の制御部による定常状態動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図８の制御部による再収束動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本願発明の背景となる波長可変光源の構成を示す概念図である。
【図１５】図１４の波長可変光源における多重リング共振器の発振波長と各ヒータへの投入電力との関係を示すグラフである。
【図１６】図１４の波長可変光源における各ヒータへの投入電力と受光素子の光パワーとの関係を示すグラフ（その１）である。
【図１７】図１４の波長可変光源における各ヒータへの投入電力と受光素子の光パワーとの関係を示すグラフ（その２）である。
【図１８】関連技術に係る波長可変光源の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０  波長可変光源
１１、１３、２４、２５、２６、２７  方向性結合器
１１ｔ、２５ｔ、２７ｔ、２４ｔ、２６ｔ、１３ｔ  スルーポート
１２  入出力側導波路
１４  反射側導波路
１５  ＰＬＣ基板（基板）
１６  高反射膜（光反射部）
１７  ＳＯＡ（光入出力部）
１７ａ  位相制御領域
１８  制御部
１８ａ  光パワー加算手段
１８ｂ  光可変部制御手段
２０  多重リング共振器（多重共振器）
２１、２２、２３  リング共振器（共振器）
２１ｐ、２２ｐ、２３ｐ  受光素子（光検出部）
２２ｈ、２３ｈ  ヒータ（光可変部）
３１  複数組み合わせ作成手段
３２  第二組み合わせ抽出手段
３３  第一組み合わせ作成手段
３４  動作終了判定手段
３５  再収束判定手段
９１、９２、９３  結合導波路（光減衰部）
９１ｉ、９２ｉ、９３ｉ  入力端
９１ｏ、９２ｏ、９３ｏ  出力端
９４  交差導波路
９５  ギャップ
９６  軸ずれ構造
【図１】
2009096431.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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