(57)【要約】      （修正有）【課題】２つの周期フィルタの組合せを利用した簡略な構成により、任意の波長間隔で波長を高精度に可変制御できる波長制御方法および光送信装置を提供する。【解決手段】光送信装置では、透過波長特性を固定にした第１周期フィルタ４１１と透過波長特性が可変な第２周期フィルタ４２１とを組み合わせ、第２周期フィルタの透過波長特性を目標波長に応じて変化させることで、第１および第２周期フィルタの透過波長特性の相対的な位相関係を制御した後、該第２周期フィルタの制御対象光に対する透過率のモニタ値に応じて光源ユニット１を制御することで、制御対象光の波長を目標波長に一致させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長に対して透過率が周期的に変化する周期フィルタを用いて光の波長を制御する波長制御方法であって、
透過波長特性が固定された第１周期フィルタおよび透過波長特性が可変の第２周期フィルタに対して制御対象光をそれぞれ与え、前記第１および第２周期フィルタの前記制御対象光に対する各透過率をモニタし、
該各透過率のモニタ値に応じて、前記第２周期フィルタの透過波長特性を変化させることで、前記第１および第２周期フィルタの透過波長特性の相対的な位相関係を制御し、
該第２周期フィルタの前記制御対象光に対する透過率のモニタ値に応じて、前記制御対象光の波長を制御することを特徴とする波長制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の波長制御方法であって、
前記第１周期フィルタに設定可能な複数の波長ロック点のうちで、目標波長に対して波長が最も近い基準波長ロック点を判別し、
前記制御対象光を前記第１周期フィルタに与え、前記第１周期フィルタの前記制御対象光に対する透過率をモニタし、該透過率のモニタ値が、前記基準波長ロック点に対応する透過率に一致するように、前記制御対象光の波長を制御し、
前記第１周期フィルタを用いて波長を制御した制御対象光を前記第２周期フィルタに与え、前記第２周期フィルタの前記制御対象光に対する透過率をモニタし、該透過率のモニタ値に応じて前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御することで、該第２周期フィルタの波長ロック点に対応する波長を、前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長に一致させ、
前記目標波長と前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長との差分に応じて、前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御することで、該第２周期フィルタの波長ロック点に対応する波長を前記目標波長に一致させ、
前記第２周期フィルタに前記制御対象光を与えたときの透過率のモニタ値が、前記第２周期フィルタの波長ロック点に対応する透過率に一致するように、前記制御対象光の波長を制御することを特徴とする波長制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の波長制御方法であって、
前記第２周期フィルタは、温度の制御により透過波長特性が可変な特性を有するとき、
前記第１周期フィルタに設定可能な複数の波長ロック点うちの隣り合う２つの波長ロック点を選択して前記第２周期フィルタの較正処理を行い、前記２つの波長ロック点のうちの一方の波長ロック点に対応した波長から他方の波長ロック点に対応した波長への波長変化に対する、前記第２周期フィルタの温度変化の関係を取得して記憶し、
前記目標波長と前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長との差分に応じて、前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御する際に、前記較正処理により取得して記憶した前記関係を用いて、前記第２周期フィルタの温度補正量を算出することを特徴とする波長制御方法。
【請求項４】
波長が可変な光信号を出力する光源ユニットと、
前記光源ユニットから出力される光信号の一部をモニタ光として分岐する光分岐ユニットと、
前記分岐部で分岐されたモニタ光がそれぞれ与えられる第１周期フィルタ部および第２周期フィルタ部、並びに、該第１および第２周期フィルタ部の出力情報に基づいて前記光源ユニットの出力波長を制御する波長制御回路を有する波長制御ユニットと、
を備えた光送信装置であって、
前記第１周期フィルタ部は、透過率が周期的に変化する透過波長特性を持ち、前記分岐部で分岐されたモニタ光が与えられる第１周期フィルタと、該第１周期フィルタの透過光パワーを検出する第１透過光パワー検出部と、前記第１周期フィルタの透過波長特性を固定する透過波長特性固定部と、を有し、
前記第２周期フィルタ部は、透過率が周期的に変化する透過波長特性を持ち、前記分岐部で分岐されたモニタ光が与えられる第２周期フィルタと、該第２周期フィルタの透過光パワーを検出する第２透過光パワー検出部と、前記第２周期フィルタの透過波長特性を可変制御する透過波長特性可変部と、を有し、
前記波長制御回路は、前記第１および第２透過光パワー検出部の検出結果を基に前記第１および第２周期フィルタの前記モニタ光に対する各透過率をモニタし、該各透過率のモニタ値に応じて、前記透過波長特性可変部により前記第２周期フィルタの透過波長特性を変化させることで、前記第１および第２周期フィルタの透過波長特性の相対的な位相関係を制御した後、前記第２透過光パワー検出部の検出結果を基づく透過率のモニタ値に応じて、前記光源ユニットの出力波長を制御することを特徴とする光送信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光送信装置であって、
前記波長制御回路は、前記第１周期フィルタに設定可能な複数の波長ロック点のうちで、目標波長に対して波長が最も近い基準波長ロック点を判別し、前記第１透過光パワー検出部の検出結果を基に前記第１周期フィルタの前記モニタ光に対する透過率をモニタし、該透過率のモニタ値が、前記基準波長ロック点に対応する透過率に一致するように、前記光源ユニットの出力波長を制御した後、前記第２透過光パワー検出部の検出結果を基に前記第２周期フィルタの前記モニタ光に対する透過率をモニタし、該透過率のモニタ値に応じて前記透過波長特性可変部により第２周期フィルタの透過波長特性を制御することで、該第２周期フィルタの波長ロック点に対応する波長を、前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長に一致させた後、前記目標波長と前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長との差分に応じて、前記透過波長特性可変部により前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御することで、該第２周期フィルタの波長ロック点に対応する波長を前記目標波長に一致させた後、前記第２透過光パワー検出部の検出結果を基づく透過率のモニタ値が、前記第２周期フィルタの波長ロック点に対応する透過率に一致するように、前記光源ユニットの出力波長を制御することを特徴とする光送信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光送信装置であって、
前記第２周期フィルタは、温度の制御により透過波長特性が可変な特性を有し、
前記波長制御回路は、前記第１周期フィルタに設定可能な複数の波長ロック点うちの隣り合う２つの波長ロック点を選択して前記第２周期フィルタの較正処理を行い、前記２つの波長ロック点のうちの一方の波長ロック点に対応した波長から他方の波長ロック点に対応した波長への波長変化に対する、前記第２周期フィルタの温度変化の関係を取得して内部メモリに記憶しておき、前記目標波長と前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長との差分に応じて、前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御する際に、前記内部メモリに記憶された前記関係を用いて、前記第２周期フィルタの温度補正量を算出することを特徴とする光送信装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１つに記載の光送信装置であって、
前記光源ユニットから出力される光信号のパワーを一定に制御する光パワー制御ユニットを備えたことを特徴とする光送信装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１つに記載の光送信装置であって、
前記第１および第２周期フィルタは、透過波長特性の周期が等しいことを特徴とする光送信装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか１つに記載の光送信装置であって、
前記波長制御回路は、前記光源ユニットの出力波長を、波長間隔が異なる複数のグリッド上の任意の波長に制御可能であることを特徴とする光送信装置。
【請求項１０】
請求項４〜９のいずれか１つに記載の光送信装置であって、
前記第１および第２周期フィルタは、エタロンフィルタであることを特徴とする光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信において、光源から出力される光の波長を可変に制御するための波長制御方法および光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ等の光源から出力される光の波長（周波数）は、該光源の温度や駆動電流などに応じて変化する。光源の出力光を所定の波長で安定化（ロック）させるための波長制御方法としては、例えば、波長に対して透過率が一定周期で変化する特性を有する周期フィルタ（例えば、エタロンフィルタ等）を制御基準として利用する方法が知られている。この波長制御方法では、周期フィルタの透過波長特性に適合させて波長の制御目標となる点（以下、「波長ロック点」と呼ぶ）が定められる。そして、光源から出力される光が周期フィルタに与えられ、その透過光のパワーのモニタ結果を基に周期フィルタの透過率が求められ、該透過率が上記波長ロック点に対応した値となるように、光源の温度等のフィードバック制御が行われる。なお、上記制御の基準となる周期フィルタについては、温度の変動による透過波長特性の変化を抑制するために、温度依存性が小さな材料が使用される、或いは、温度モニタを用いてフィルタの温度を一定にする制御が行われることもある。
【０００３】
上記のような波長制御方法において、波長ロック点が周期フィルタの透過波長特性における山部分（透過率の極大ピーク付近）または谷部分（透過率の極小ピーク付近）に設定された場合、波長の変化に対する透過光パワーの変化が小さくなるので、透過率のモニタ感度を充分に確保することが難しくなる。このため、波長ロック点は、通常、山部分および谷部分の中間に位置する傾斜部分に設定される。具体的には、例えば図１に示すように、周期フィルタの透過波長特性における谷から山に向かう右上がりの傾斜部分の略中央に波長ロック点Ａ，Ｂ，Ｃ，…が定められる。また、ここでは図示を省略するが、山から谷に向かう右下がりの傾斜部分、または、谷から山および山から谷に向かう両方の傾斜部分に波長ロック点を定めることも可能である。
【０００４】
このような波長ロック点の設定において、上記波長制御方法により制御可能な光源の出力波長の間隔は、周期フィルタの周期に依存することになる。上記図１の例では、周期フィルタのフリースペクトルレンジ（Free Spectrum Range：ＦＳＲ）が５０ＧＨｚであるので、制御可能な光源の出力波長の間隔は、右上がりの傾斜部分および右下がりの傾斜部分のうちの一方を用いた場合に５０ＧＨｚとなり、両方の傾斜部分を用いた場合には２５ＧＨｚとなる。なお、ＦＳＲは、隣接する透過ピーク間の周波数間隔を表す。
【０００５】
ところで、波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）方式の光通信システムにおいては、近年、ＷＤＭ光を構成する複数の光信号の波長（周波数）間隔をユーザ側で可変設定できること（マルチグリッドとも呼ばれる）が要求されている。この要求に対して、上記のような波長制御方法を適用して各光信号の波長制御を行った場合、制御基準として用いられる周期フィルタの周期に対応しない波長間隔では制御精度が低下してしまう可能性があり問題となる。例えば、前述したＦＳＲが５０ＧＨｚの周期フィルタを使用し、３７．５ＧＨｚ間隔のグリッドに対応した波長制御を行う場合を想定すると、図２に示すように、周期フィルタの透過波長特性の傾斜部分に設定される波長ロック点Ａ，Ｃでは高い制御精度が実現されるものの、山部分および谷部分に設定される波長ロック点Ｂ，Ｄでは制御精度の低下が避けられない。
【０００６】
上記問題に関連して、周期フィルタを利用した波長制御方法については、周期特性の異なる複数の周期フィルタを組み合わせて波長の制御を行う方法が提案されている。例えば、特許文献１には、周期が相対的に長い第１エタロンと、周期が相対的に短い第２エタロンとを組み合わせ、第１エタロンによりレーザダイオード（ＬＤ）の出力波長をロックした後、この時のＬＤチップの温度を所定量変化させて波長を第２エタロンの目標波長引き込み範囲内に変移させ、さらに、第２エタロンによりＬＤの出力波長をロックすることによって、狭い波長間隔でもＬＤの波長を目標波長にロックできるようにした技術が開示されている。このような透過波長特性の異なる周期フィルタの組合せにより波長を制御する技術は、上記マルチグリッドへの対応を可能にする一つの有効な手法になり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００４／０６８６６０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、透過波長特性の異なる周期フィルタの組合せによりマルチグリッドに対応した波長制御を実現するためには、想定される全ての波長間隔に対応した多数の周期フィルタを用意することが必要になり、構成が複雑化するという課題がある。
【０００９】
具体的に、マルチグリッドとして例えば５０ＧＨｚ、３７．５ＧＨｚ、３３．３ＧＨｚおよび２５ＧＨｚの波長間隔を想定し、全ての波長間隔に対応可能な波長制御を実現する場合の構成について説明する。この場合、５０ＧＨｚのＦＳＲを有する周期フィルタを基準にして考えると、５０ＧＨｚの波長間隔に対しては、図３の１段目に示すように、該周期フィルタの透過波長特性における谷から山に向かう傾斜部分（または、山から谷に向かう傾斜部分）に波長ロック点Ａ，Ｂ，Ｃを設定して波長の制御を行えばよい。また、２５ＧＨｚの波長間隔に対しては、該波長間隔が５０ＧＨｚの１／２倍になるので、図３の２段目に示すように、上記周期フィルタの透過波長特性における谷から山および山から谷に向かう両方の傾斜部分に、波長ロック点Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’を設定することで、波長の制御を行うことが可能である。
【００１０】
一方、３７．５ＧＨｚの波長間隔に対しては、該波長間隔が５０ＧＨｚの３／４倍になるので、上記基準の周期フィルタ（ＦＳＲ＝５０ＧＨｚ）を使用すると、当該透過波長特性における山部分および谷部分に波長ロック点を設定することになる（図２参照）。前述したように波長ロック点が山部分および谷部分に設定されると、波長の制御精度が低下してしまうため、図３の３段目に示すように、基準の周期フィルタとは周期が異なる、３７．５ＧＨｚのＦＳＲを有する周期フィルタを用意し、当該透過波長特性における谷から山に向かう傾斜部分（または、山から谷に向かう傾斜部分）に波長ロック点Ｄ，Ｅ，Ｆを設定して波長の制御を行うことが必要になる。
【００１１】
また、３３．３ＧＨｚの波長間隔に対しては、該波長間隔が５０ＧＨｚの約２／３倍になるので、基準の周期フィルタの透過波長特性における山部分および谷部分の近傍に波長ロック点を設定することになる。このため、図３の４段目に示すように、ＦＳＲが５０ＧＨｚ、３７．５ＧＨｚの各周期フィルタとはさらに異なる、３３．３ＧＨｚのＦＳＲを有する周期フィルタを用意し、当該透過波長特性における谷から山に向かう傾斜部分（または、山から谷に向かう傾斜部分）に波長ロック点Ｇ，Ｈ，Ｉを設定して波長の制御を行うことが必要になる。
【００１２】
したがって、波長間隔が５０ＧＨｚ、３７．５ＧＨｚ、３３．３ＧＨｚおよび２５ＧＨｚのマルチグリッドに対応した波長制御を実現するためには、周期が異なる３種類の周期フィルタを用意し、各々の周期フィルタ毎にモニタ系を設け、波長間隔の設定に応じてモニタ系を切り替えながら光源の出力波長を制御することが必要になり、構成の複雑化を招く。波長間隔の条件が増えれば、周期フィルタの必要数も増加し得るので、さらに複雑な構成が必要となる。
【００１３】
本発明は上記課題に着目してなされたもので、２つの周期フィルタの組合せを利用した簡略な構成により、任意の波長間隔で波長を高精度に可変制御できる波長制御方法および光送信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため本発明は、波長に対して透過率が周期的に変化する周期フィルタを用いて光の波長を制御する波長制御方法を提供する。この波長制御方法の一態様は、透過波長特性が固定された第１周期フィルタおよび透過波長特性が可変の第２周期フィルタに対して制御対象光をそれぞれ与え、前記第１および第２周期フィルタの前記制御対象光に対する各透過率をモニタし、該各透過率のモニタ値に応じて、前記第２周期フィルタの透過波長特性を変化させることで、前記第１および第２周期フィルタの透過波長特性の相対的な位相関係を制御し、該第２周期フィルタの前記制御対象光に対する透過率のモニタ値に応じて、前記制御対象光の波長を制御する。
【００１５】
また、本発明による光送信装置の一態様は、波長が可変な光信号を出力する光源ユニットと、前記光源ユニットから出力される光信号の一部をモニタ光として分岐する光分岐ユニットと、前記分岐部で分岐されたモニタ光がそれぞれ与えられる第１周期フィルタ部および第２周期フィルタ部、並びに、該第１および第２周期フィルタ部の出力情報に基づいて前記光源ユニットの出力波長を制御する波長制御回路を有する波長制御ユニットと、を備える。前記第１周期フィルタ部は、透過率が周期的に変化する透過波長特性を持ち、前記分岐部で分岐されたモニタ光が与えられる第１周期フィルタと、該第１周期フィルタの透過光パワーを検出する第１透過光パワー検出部と、前記第１周期フィルタの透過波長特性を固定する透過波長特性固定部と、を有する。前記第２周期フィルタ部は、透過率が周期的に変化する透過波長特性を持ち、前記分岐部で分岐されたモニタ光が与えられる第２周期フィルタと、該第２周期フィルタの透過光パワーを検出する第２透過光パワー検出部と、前記第２周期フィルタの透過波長特性を可変制御する透過波長特性可変部と、を有する。前記波長制御回路は、前記第１および第２透過光パワー検出部の検出結果を基に前記第１および第２周期フィルタの前記モニタ光に対する各透過率をモニタし、該各透過率のモニタ値に応じて、前記透過波長特性可変部により前記第２周期フィルタの透過波長特性を変化させることで、前記第１および第２周期フィルタの透過波長特性の相対的な位相関係を制御した後、前記第２透過光パワー検出部の検出結果を基づく透過率のモニタ値に応じて、前記光源ユニットの出力波長を制御する。
【発明の効果】
【００１６】
上記のような波長制御方法および光送信装置によれば、波長制御の基準位置を取得するために透過波長特性を固定にした第１周期フィルタと、該第１周期フィルタの透過波長特性との相対的な位相関係を変化させるために透過波長特性を可変にした第２周期フィルタとを組み合わせて、制御対象光（例えば、光源ユニットから出力される光信号）波長を制御するようにしたことで、２つのエタロンフィルタの組合せによる簡略な構成によって、制御対象光を任意の波長に高い精度で制御することができる。これにより、マルチグリッドに対応した光送信装置を容易かつ低コストで実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の周期フィルタを用いた波長制御方法における波長ロック点を示す図である。
【図２】従来の周期フィルタを用いた波長制御方法によりマルチグリッドに対応した場合の制御精度低下を説明する図である。
【図３】周期特性の異なる複数の周期フィルタを組み合わせた従来の波長制御方法によりマルチグリッドに対応した場合の課題を説明する図である。
【図４】本発明による光送信装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】上記実施形態における運用開始前の較正処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図５の較正処理において波長ロック点Ａに対応した状態を示す図である。
【図７】図５の較正処理において波長ロック点Ｂに対応した状態を示す図である。
【図８】上記実施形態における運用開始後の波長制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】図８の波長制御において目標波長が波長ロック点Ａに近くに位置する場合の前半の制御状態を示す図である。
【図１０】図８の波長制御において目標波長が波長ロック点Ａに近くに位置する場合の後半の制御状態を示す図である。
【図１１】図８の波長制御において目標波長が波長ロック点Ｂに近くに位置する場合の前半の制御状態を示す図である。
【図１２】図８の波長制御において目標波長が波長ロック点Ｂに近くに位置する場合の後半の制御状態を示す図である。
【図１３】図８の波長制御において目標波長が波長ロック点Ｃに近くに位置する場合の前半の制御状態を示す図である。
【図１４】図８の波長制御において目標波長が波長ロック点Ｃに近くに位置する場合の後半の制御状態を示す図である。
【図１５】上記実施形態の具体的な実施例において５０ＧＨｚの波長間隔に対応した制御状態を示す図である。
【図１６】上記実施例において３７．５ＧＨｚの波長間隔に対し波長をλＴ１でロックする場合の前半の制御状態を示す図である。
【図１７】上記実施例において３７．５ＧＨｚの波長間隔に対し波長をλＴ１でロックする場合の後半の制御状態を示す図である。
【図１８】上記実施例において３７．５ＧＨｚの波長間隔に対し波長をλＴ２またはλＴ３でロックする場合の前半の制御状態を示す図である。
【図１９】上記実施例において３７．５ＧＨｚの波長間隔に対し波長をλＴ２でロックする場合の後半の制御状態を示す図である。
【図２０】上記実施例において３７．５ＧＨｚの波長間隔に対し波長をλＴ３でロックする場合の後半の制御状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図４は、本発明による光送信装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
図４において、本実施形態の光送信装置は、光源ユニット１、光分岐ユニット２、光パワー制御ユニット３および波長制御ユニット４を備える。
【００１９】
光源ユニット１０は、例えば、光信号を発生する光源（ＬＤ）１１と、光源１１を駆動する駆動回路（ＬＤ＿ＤＲＶ）１２と、光源１１の温度を制御する温度制御素子（ＴＥＣ）１３と、光源１１の周囲温度を検出する温度モニタ素子（ＴＳ）１４と、温度制御素子１３を駆動する駆動回路（ＴＥＣ＿ＤＲＶ）１５と、を有する。
【００２０】
上記光源１１は、半導体レーザ等の一般的な信号光源であり、駆動回路１２からの駆動電流の供給を受けて光信号Ｌｓを発生し、該光信号Ｌｓを光分岐ユニット２を介して出力ポートＯＵＴに出力する。駆動回路１２は、所要の変調信号に従ってレベル変動する駆動電流を生成し、該駆動電流により光源１１を直接変調駆動する。この駆動電流の振幅レベルは、光パワー制御ユニット３から出力される制御信号に従って制御される。
【００２１】
なお、ここでは、光源１１の駆動方式を直接変調とする一例を示したが、外部変調方式を適用することも可能である。外部変調方式の場合、光パワー制御ユニット３により制御された一定レベルの駆動電流を光源１１に供給し、光源１１から出力される連続光を外部変調器に与えて光変調を行う。外部変調器は、光源１１と光分岐ユニット２の間の光路上、または、光分岐ユニット２と出力ポートＯＵＴの間の光路上に配置することが可能である。
【００２２】
温度制御素子１３は、ペルチェ（Peltier）素子等を光源１１に取り付けることにより光源１１の温度を調整可能にする。温度モニタ素子１４は、サーミスタ等を光源１１近傍に配置しておき、光源１１の周囲温度を検出してその結果を波長制御ユニット４に伝える。温度制御素子１３の駆動回路１５は、波長制御ユニット４から出力される制御信号に従って、温度制御素子１３を駆動することにより光源１１の温度を制御する。
【００２３】
光分岐ユニット２は、例えば、３つの光カプラ２１，２２，２３を有する。第１の光カプラ２１は、光源１１から出力される光信号Ｌｓを２つに分岐して、一方を送信光として出力ポートＯＵＴに出力し、他方をモニタ光として第２の光カプラ２２に出力する。第２の光カプラ２２は、第１の光カプラ２１からのモニタ光を２つに分岐して、一方を光パワー制御ユニット３に出力し、他方を第３の光カプラ２３に出力する。第３の光カプラ２３は、第２の光カプラ２２で分岐されたモニタ光をさらに２つに分岐して波長制御ユニット４に出力する。上記各光カプラ２１〜２３の分岐比は、光パワー制御ユニット３および波長制御ユニット４でのモニタ光の受光感度に応じて適宜に設定することが可能である。
【００２４】
光パワー制御ユニット３は、フォトダイオード（ＰＤ）３１、電流電圧変換器（Ｉ／Ｖ）３２および自動パワー制御回路（ＡＰＣ）３２を有する。フォトダイオード３１は、光カプラ２２から出力されるモニタ光Ｌｍ１を受光し、該受光パワーに応じてレベルが変化する電流信号を生成する。電流電圧変換器３２は、フォトダイオード３１から出力される電流信号を電圧信号に変換し、該電圧信号を自動パワー制御回路３２に出力する。自動パワー制御回路３２は、電流電圧変換器３２からの電圧信号および光カプラ２１，２２の分岐比を基に、光源１１から出力される光信号Ｌｓのパワーをモニタし、該モニタパワーが予め設定したレベルとなるように光源１１の駆動電流をフィードバック制御するための制御信号を生成する。該制御信号は、光源１１の駆動回路１２に出力される。
【００２５】
波長制御ユニット４は、例えば、第１周期フィルタ部４１、第２周期フィルタ部４２および波長制御回路４３を有する。
第１周期フィルタ部４１は、光カプラ２３から出力される一方のモニタ光Ｌｍ２が与えられる、第１周期フィルタとしてのエタロンフィルタ（ＥＦ）４１１を備える。この第１エタロンフィルタ４１１は、波長（周波数）に対して透過率が周期的に変化する光学特性を持ち、該透過波長特性の周期（ＦＳＲ）が予め設定した値となるように設計されている。第１エタロンフィルタ４１１を透過したモニタ光Ｌｍ２’は、フォトダイオード（ＰＤ）４１２に与えられる。フォトダイオード４１２は、第１エタロンフィルタ４１１の透過光Ｌｍ２’を受光し、該受光パワーに応じてレベルが変化する電流信号を電流電圧変換器（Ｉ／Ｖ）４１３に出力する。電流電圧変換器４１３は、フォトダイオード４１２から出力される電流信号を電圧信号に変換し、該電圧信号を波長制御回路４３に出力する。ここでは、上記フォトダイオード４１２および電流電圧変換器４１３が、第１透過光パワー検出部として機能する。
【００２６】
また、上記第１エタロンフィルタ４１１には、温度制御素子（ＴＥＣ）４１４およびその駆動回路（ＴＥＣ＿ＤＲＶ）４１５と、温度モニタ素子（ＴＳ）４１６と、自動温度制御回路（ＡＴＣ）４１７とが設けられている。温度制御素子４１４は、第１エタロンフィルタ４１１の温度を調整可能にする。温度モニタ素子４１６は、第１エタロンフィルタ４１１の周囲温度を検出し、該検出結果を自動温度制御回路４１７に伝える。自動温度制御回路４１７は、温度モニタ素子４１６で検出される温度が一定となるように温度制御素子４１４の駆動回路４１５をフィードバック制御する。これにより、第１エタロンフィルタ４１１の透過波長特性が固定される。ここでは、上記温度制御素子４１４、駆動回路４１５、温度モニタ素子４１６および自動温度制御回路４１７が、透過波長特性固定部として機能する。
【００２７】
なお、ここでは自動温度制御回路４１７により第１エタロンフィルタ４１１の温度を一定に制御する構成例を示したが、温度依存性が小さな材料を使用して第１エタロンフィルタ４１１が構成され、光送信装置の動作温度の範囲内で第１エタロンフィルタ４１１の温度が変化しても、第１エタロンフィルタ４１１の透過波長特性に実質的な変化が生じない場合には、上記温度制御素子４１４、駆動回路４１５、温度モニタ素子４１６および自動温度制御回路４１７を省略することが可能である。
【００２８】
第２周期フィルタ部４２は、光カプラ２３から出力される他方のモニタ光Ｌｍ３が与えられる、第２周期フィルタとしてのエタロンフィルタ（ＥＦ）４２１を備える。この第２エタロンフィルタ４２１も、前述した第１エタロンフィルタ４１１と同様に、波長（周波数）に対して透過率が周期的に変化する光学特性を持ち、該透過波長特性の周期（ＦＳＲ）が予め設定した値となるように設計されている。ここでは、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１のＦＳＲが等しくなるように設定している。
【００２９】
上記第２エタロンフィルタ４２１を透過したモニタ光Ｌｍ３’は、フォトダイオード（ＰＤ）４２２に与えられる。フォトダイオード４２２は、第２エタロンフィルタ４２１の透過光Ｌｍ３’を受光し、該受光パワーに応じてレベルが変化する電流信号を電流電圧変換器（Ｉ／Ｖ）４２３に出力する。電流電圧変換器４２３は、フォトダイオード４２２から出力される電流信号を電圧信号に変換し、該電圧信号を波長制御回路４３に出力する。ここでは、上記フォトダイオード４２２および電流電圧変換器４２３が、第２透過光パワー検出部として機能する。
【００３０】
また、上記第２エタロンフィルタ４２１にも、前述した第１エタロンフィルタ４１１と同様に、温度制御素子（ＴＥＣ）４２４およびその駆動回路（ＴＥＣ＿ＤＲＶ）４２５と、温度モニタ素子（ＴＳ）４２６と、自動温度制御回路（ＡＴＣ）４２７とが設けられている。温度制御素子４２４は、第２エタロンフィルタ４２１の温度を調整可能にする。温度モニタ素子４２６は、第２エタロンフィルタ４２１の周囲温度を検出し、該検出結果を自動温度制御回路４２７に伝える。自動温度制御回路４２７は、温度モニタ素子４１６の検出結果および波長制御回路４３から出力される制御信号に基づいて、温度制御素子４２４の温度を可変制御する信号を生成し、該信号を温度制御素子４２４の駆動回路４２５に出力する。これにより、第２エタロンフィルタ４２１の温度が可変制御され、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性における相対的な位相関係の調整が行われる。ここでは、上記温度制御素子４２４、駆動回路４２５、温度モニタ素子４２６および自動温度制御回路４２７が、透過波長特性可変部として機能する。
【００３１】
波長制御回路４３は、光源ユニット１の温度モニタ素子１４から伝えられる光源１１のモニタ温度と、光パワー制御ユニット３の電流電圧変換器３２から出力される電圧信号と、第１および第２周期フィルタ部４１，４２の各電流電圧変換器４１３，４２３から出力される電圧信号とに基づいて、第２エタロンフィルタ４２１の温度を可変制御して透過波長特性の位相調整を行うと共に、第１および第２周期フィルタ部４１，４２の出力情報を選択的に用いて光源１１の温度のフィードバック制御を行い、光源１１から出力される光信号の波長を目標とする波長に引き込み安定化（ロック）させる。この波長制御回路４３による光源１１および第２エタロンフィルタ４２１の制御の詳細な内容については後述する。
【００３２】
次に、本実施形態の光送信装置における制御動作について説明する。
上記のような構成の光送信装置では、装置の運用を開始する前の段階に、波長と第１および第２エタロンフィルタの透過波長特性との関係についての較正処理が実行される。そして、較正処理により取得した関係を用いて、運用開始後における光源１１の出力波長の制御が行われる。
【００３３】
上記較正処理の一例について図５のフローチャートを参照しながら説明する。
運用開始前の較正処理では、まず、第１エタロンフィルタ４１１の温度が予め設定した基準温度で一定になるように、第１エタロンフィルタ４１１の温度調整が行われる（図５のＳ１１０）。具体的には、第１周期フィルタ部４１の温度モニタ素子４１４で検出される温度が、例えば２５℃などの基準温度で一定になるように、自動温度制御回路４１７が温度制御素子４１４の駆動状態を最適化する。
【００３４】
第１エタロンフィルタ４１１が基準温度で一定になると、光源１１の出力波長が第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点で安定になるように、波長制御回路４３により光源１１の温度調整が行われる（Ｓ１２０）。第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点としては、例えば図６の上段に示すように、第１エタロンフィルタ４１１の周期的な透過波長特性における谷から山に向かう傾斜部分の略中央に第１の波長ロック点Ａが設定され、その隣の山から谷に向かう傾斜部分の略中央に第２の波長ロック点Ｂが設定される。この第１エタロンフィルタ４１１の傾斜部分に設定された波長ロック点Ａ，Ｂのいずれか一方（ここでは波長ロック点Ａとする）を基準にして、波長制御回路４３が光源１１の温度を調整することにより、光源１１の出力波長が波長ロック点Ａに対応した波長λＡとされる。
【００３５】
具体的に、波長制御回路４３では、図示を省略した内部メモリ等に予め記憶させた各光カプラ２１〜２３の分岐比に関する情報と、光パワー制御ユニット３の電流電圧変換器３２から出力される電圧信号と、第１周期フィルタ部４１の電流電圧変換器４１３から出力される電圧信号とを用いて、第１エタロンフィルタ４１１に入力されるモニタ光Ｌｍ２のパワーに対する第１エタロンフィルタ４１１から出力されるモニタ光Ｌｍ２’のパワーの割合、すなわち、第１エタロンフィルタ４１１の透過率が求められる。そして、この透過率が、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａに対応した透過率と等しくなるように、波長制御回路４３が光源ユニット１の温度制御素子１３の駆動状態を最適化する。これにより、光源１１の出力波長が波長λＡとなる。
【００３６】
このとき、光源１１から出力される光信号のパワーは、光パワー制御ユニット３の自動パワー制御回路３３により光源１１の駆動電流がフィードバック制御されることで、予め設定したレベルで一定となるようにするのがよい。光源１１の出力光パワーが一定に制御されていれば、波長制御回路４３の制御により光源１１の温度が変化しても、第１エタロンフィルタ４１１に入力されるモニタ光Ｌｍ２のパワーは一定となるため、電流電圧変換器４１３の出力電圧により第１エタロンフィルタ４１１の透過率を容易に求めることができ、波長制御回路４３の処理を効率的に行うことが可能になる。以下の説明では、光送信装置の起動中、自動パワー制御回路３３による光源１１の出力光パワーの一定制御が継続して行われるものとする。ただし、光源１１の出力光パワーを一定に制御しなくても、光源１１の出力波長の制御は可能である。
【００３７】
光源１１の出力波長が、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａに対応した波長λＡでロックされると、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性の相対的な位相関係が揃うように、第２エタロンフィルタ４２１の温度調整が行われる（図５のＳ１３０）。具体的には、図６の下段に示すように、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａに対応させて、第２エタロンフィルタ４２１の谷から山に向かう傾斜部分の略中央に波長ロック点ａを定める。そして、波長制御回路４３において、各光カプラ２１〜２３の分岐比に関する情報と、光パワー制御ユニット３の電流電圧変換器３２から出力される電圧信号と、第２周期フィルタ部４２の電流電圧変換器４２３から出力される電圧信号とを用いて、第２エタロンフィルタ４２１に入力されるモニタ光Ｌｍ３のパワーに対する第２エタロンフィルタ４２１から出力されるモニタ光Ｌｍ３’のパワーの割合（透過率）が求められる。この第２エタロンフィルタ４１１の透過率が、波長ロック点ａに対応した透過率と等しくなるように、第２エタロンフィルタ４１１の温度を調整するための指示が、波長制御回路４３から第２周期フィルタ部４２の温度制御回路４２７に出力され、該温度制御回路４２７により温度制御素子４２４の駆動状態が最適化される。このとき、光源１１の出力波長は、第１周期フィルタ部４１側の出力情報を用いて波長制御回路４３が光源１１の温度調整を継続することにより、波長λＡに保持される。第２エタロンフィルタ４１１の透過率が波長ロック点ａに一致すると、その時の第２エタロンフィルタ４１１の温度Ｔａおよび透過率（または電流電圧変換器４２３の出力電圧値）が、光源１１の出力波長λＡに対応させて、波長制御回路４３の内部メモリに記憶される。
【００３８】
続いて、光源１１の出力波長が、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａと隣り合う波長ロック点Ｂで安定になるように、波長制御回路４３により光源１１の温度調整が行われる（図５のＳ１４０）。この光源１１の温度調整は、波長制御回路４３において、第１エタロンフィルタ４１１の透過率（または電流電圧変換器４１３の出力電圧値）をモニタしながら、光源１１の温度を出力波長が長くなる方向に徐々に変化させ、透過率が増加から減少に転じた後に波長ロック点Ｂに対応した透過率（波長ロック点Ａに対応した透過率と基本的に同じ）になると、その状態で光源１１の温度を一定にする。これにより、光源１１の出力波長は、図７の上段に示すように、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａに対応した波長λＡから長波長側にΔλだけ変移して、波長ロック点Ｂに対応した波長λＢとなる。
【００３９】
なお、ここでは、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａに対して、透過率の極大ピークを１つ挟んだ隣の傾斜部分に波長ロック点Ｂを設定する一例を示したが、波長ロック点Ａの傾斜部分と傾き方向が同じ傾斜部分、すなわち、透過率の極大ピークと極小ピークをそれぞれ１つ挟んだ傾斜部分に波長ロック点Ｂを設定するようにしてもよい。この場合、上記Ｓ１４０における光源１１の温度調整は、第１エタロンフィルタ４１１の透過率が、増加から減少に転じた後、さらに増加に転じてから、波長ロック点Ｂに対応した透過率になるまで行われる。
【００４０】
光源１１の出力波長が、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ｂに対応した波長λＢでロックされると、図７の下段に示すように、第２エタロンフィルタ４２１において、前述した波長ロック点ａと同じ状態が波長λＢで実現されるように、第２エタロンフィルタ４２１の温度調整が行われる（図５のＳ１５０）。つまり、第１エタロンフィルタ４１１の透過波長特性の位相（温度制御回路４１７により温度が一定とされることで固定）に対して、第２エタロンフィルタ４２１の透過波長特性の位相が１／２周期ずれるように、第２エタロンフィルタ４２１の温度が調整される。温度調整後の第２エタロンフィルタ４２１の透過波長特性（図７下段の実線）において、温度調整前の波長ロック点ａに対応する点を、ここでは波長ロック点ｂと呼ぶことにする。
【００４１】
上記第２エタロンフィルタ４２１の温度調整は、具体的には、波長制御回路４３において、第２エタロンフィルタ４２１の透過率（または電流電圧変換器４２３の出力電圧値）をモニタしながら、第２エタロンフィルタ４２１の温度を透過率が増加する方向に徐々に変化させ、透過率が増加から減少に転じた後に波長ロック点ａに対応した透過率になると、その状態で第２エタロンフィルタ４２１の温度を一定にする。これにより、第２エタロンフィルタ４２１の透過波長特性は、第１エタロンフィルタ４１１の透過波長特性に対して位相が１／２周期ずれた状態となる。この時の第２エタロンフィルタ４１１の温度Ｔｂおよび透過率（または電流電圧変換器４２３の出力電圧値）が、光源１１の出力波長λＢに対応させて、波長制御回路４３の内部メモリに記憶される。
【００４２】
続いて、波長制御回路４３は、内部メモリの記憶情報を参照して、光源１１の出力波長の変化Δλ（＝λＢ−λＡ）に対する、第２エタロンフィルタ４２１の温度の変化ΔＴ（＝Ｔｂ−Ｔａ）の関係ΔＴ／Δλを求め、このΔＴ／Δλの値を内部メモリに記憶する（図５のＳ１６０）。上記のような一連の処理により、運用開始前の較正が終了する。
【００４３】
次に、運用開始後の波長制御の一例について図８のフローチャートを参照しながら説明する。
前述したような較正処理を行った後、光送信装置の運用が開始されると、まず、波長制御回路４３において、第１エタロンフィルタ４１１に設定可能な複数の波長ロック点のうちで、外部等から指示される目標波長λＴに対して波長が最も近い波長ロック点（基準波長ロック点）が判別される（図８のＳ２１０）。具体的に、例えば図９の上段に示すように、第１エタロンフィルタ４１１の透過波長特性において谷から山および山から谷に向かうそれぞれの傾斜部分に波長ロック点Ａ，Ｂ，Ｃ…が設定され、目標波長λＴが、波長ロック点Ａ，Ｂの間で波長ロック点Ａの近くに位置している場合、波長制御回路４３は、λＴ＜（λＡ＋λＢ）／２の関係が成り立つことにより、目標波長λＴに最も近い波長ロック点がＡであることを判別する。
【００４４】
続いて、波長制御回路４３は、判別した波長ロック点Ａにおいて光源１１の出力波長が安定になるように、光源１１の温度を制御する（図８のＳ２２０）。この光源１１の温度制御は、第１周期フィルタ部４１の温度制御回路４１７により第１エタロンフィルタ４１１の温度を基準温度で一定に制御した上で、光源１１の出力波長が第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａを含む引き込み範囲内、すなわち、波長ロック点Ａに隣接する極小ピークおよび極大ピークの間の波長範囲の内側となるように、波長制御回路４３が光源ユニット１の温度制御素子１３の駆動状態を粗調整する。そして、波長制御回路４３は、第１エタロンフィルタ４１１の透過率（または電流電圧変換器４１３の出力電圧値）をモニタし、該透過率が波長ロック点Ａに対応した透過率と一致するように、光源ユニット１の温度制御素子１３の駆動状態をフィードバック制御する。これにより、光源１１の出力波長は、図９の下段に示すように、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａに対応した波長λＡに引き込まれる。このとき、光源１１から出力される光信号のパワーは、光パワー制御ユニット３の自動パワー制御回路３３により所要のレベルで一定に制御されるようにするのがよい。
【００４５】
光源１１の出力波長がλＡに引き込まれると、波長制御回路４３は、内部メモリの記憶情報を参照して、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性の相対的な位相関係が、較正時の波長λＡと同じ関係となるように、第２エタロンフィルタ４２１の温度をＴａにする（図８のＳ２３０）。これにより、図９の上段および中段に示すように、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性の相対的な位相関係が揃えられる。
【００４６】
次に、波長制御回路４３は、内部メモリの記憶情報より、較正時に求めた波長変化に対する第２エタロンフィルタ４２１の温度変化の関係ΔＴ／Δλを読み出し、目標波長λＴに対応する第２エタロンフィルタ４２１の温度補正量ΔＴａを、ΔＴａ＝（ΔＴ／Δλ）×（λＴ−λＡ）の関係を用いて算出する（図８のＳ２４０）。
【００４７】
第２エタロンフィルタ４２１の温度補正量ΔＴａが算出されると、波長制御回路４３は、該温度補正量ΔＴａに従って、第２エタロンフィルタ４２１の温度がＴａ＋ΔＴａとなるように、第２周期フィルタ部４２の温度制御素子４２４の駆動状態を制御する（図８のＳ２５０）。これにより、図１０中段の実線に示すように、第２エタロンフィルタ４２１の透過波長特性が長波長側に変移し、温度補正前の波長ロック点ａが目標波長λＴに対応した波長ロック点ａ’に移る。なお、上記Ｓ２３０およびＳ２５０における第２エタロンフィルタ４２１の温度制御中、光源１１の出力波長は、上記Ｓ２２０における第１周期フィルタ部４１の出力情報を用いた光源１１の温度制御が継続されることにより、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａに対応した波長λＡにロックされる。
【００４８】
第２エタロンフィルタ４２１の温度がＴａ＋ΔＴａで安定になると、波長制御回路４３は、第１周期フィルタ部４１の出力情報を用いた光源１１の温度制御から、第２周期フィルタ部４２の出力情報を用いた光源１１の温度制御に切り替える。つまり、波長制御回路４３は、第２エタロンフィルタ４２１の透過率（または電流電圧変換器４２３の出力電圧値）をモニタし、該透過率が波長ロック点ａ’に対応した透過率（波長ロック点ａに対応した透過率と同じ）と一致するように、光源ユニット１の温度制御素子１３の駆動状態をフィードバック制御する。これにより、光源１１の出力波長は、図１０の下段に示すように、第２エタロンフィルタ４２１の波長ロック点ａ’に対応した目標波長λＴに引き込まれる。このとき、第１エタロンフィルタ４１１の透過率は、図１０上段の点Ａ’に示すように、極大ピーク付近となるが、光源１１の温度制御が第２周期フィルタ部４２側に切り替えてられているので、光源１１の出力波長の制御精度が低下することはない。
【００４９】
なお、上記運用開始後の波長制御の説明では、目標波長λＴが第１エタロンフィル４１１の波長ロック点Ａに最も近い場合を一例に挙げたが、それ以外の場合についても上記の場合と基本的に同様の手順に従って、光源１１の出力波長を目標波長λＴに制御することが可能である。ここでは他の一例として、目標波長λＴが第１エタロンフィル４１１の波長ロック点Ｂ，Ｃの間で、波長ロック点Ｂに近い側に位置する場合（図１１および図１２）と、波長ロック点Ｃに近い側に位置する場合（図１３および図１４）とについて説明を加えておく。
【００５０】
図１１の上段に示すように目標波長λＴが波長ロック点Ｂに近い側に位置する場合、上記図８のＳ２１０の処理において、波長制御回路４３は、λＴ＜（λＢ＋λＣ）／２の関係が成り立つことにより、目標波長λＴに最も近い波長ロック点がＢであることを判別する。そして、Ｓ２２０の処理において、波長制御回路４３は、光源１１の出力波長が波長ロック点Ｂで安定になるように、光源１１の温度制御を行う。また、Ｓ２３０の処理において、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性の相対的な位相関係が、較正時の波長λＢと同じ関係、すなわち、図１１中段の実線に示すように相対的な位相が１／２周期ずれた関係となるように、波長制御回路４３は第２エタロンフィルタ４２１の温度をＴｂに制御する。
【００５１】
さらに、図８のＳ２４０の処理において、波長制御回路４３は、目標波長λＴに対応する第２エタロンフィルタ４２１の温度補正量ΔＴｂを、ΔＴｂ＝（ΔＴ／Δλ）×（λＴ−λＢ）の関係を用いて算出する。ただし、ΔＴ／Δλの関係は、波長ロック点Ａ，Ｂの間の他、波長ロック点Ｂ，Ｃの間などでも有意な誤差は生じないものとしている。なお、有意な誤差が生じる場合には、較正時に、第１エタロンフィルタ４１１の隣り合う波長ロック点間のそれぞれについて、ΔＴ／Δλの関係を求めて記憶しておくようにする。
【００５２】
そして、図８のＳ２５０の処理において、第２エタロンフィルタ４２１の温度がＴｂ＋ΔＴｂに補正されることにより、図１２中段の実線に示すように、第２エタロンフィルタ４２１の透過波長特性が長波長側に変移し、温度補正前の波長ロック点ｂが目標波長λＴに対応した波長ロック点ｂ’に移る。最後に、Ｓ２６０の処理において、光源１１の温度制御が第２周期フィルタ部４２の出力情報を用いた制御に切り替えられることにより、図１２の下段に示すように、光源１１の出力波長が第２エタロンフィルタ４２１の波長ロック点ｂ’に対応した目標波長λＴに引き込まれる。
【００５３】
一方、図１３の上段に示すように目標波長λＴが波長ロック点Ｃに近い側に位置する場合、上記図８のＳ２１０の処理において、波長制御回路４３は、λＴ≧（λＢ＋λＣ）／２の関係が成り立つことにより、目標波長λＴに最も近い波長ロック点がＣであることを判別する。そして、Ｓ２２０の処理において、波長制御回路４３は、光源１１の出力波長が波長ロック点Ｃで安定になるように、光源１１の温度制御を行う。また、Ｓ２３０の処理において、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性の相対的な位相関係が、較正時の波長λＢの状態から２倍ずれた関係、すなわち、図１３中段の実線に示すように相対的な位相が１周期ずれた関係となるように、波長制御回路４３は第２エタロンフィルタ４２１の温度制御を行う。ここでは、この時の第２エタロンフィルタ４２１の温度をＴｃとする。
【００５４】
さらに、図８のＳ２４０の処理において、波長制御回路４３は、目標波長λＴに対応する第２エタロンフィルタ４２１の温度補正量ΔＴｃを、ΔＴｃ＝（ΔＴ／Δλ）×（λＴ−λＣ）の関係を用いて算出する。なお、ここではλＴ＜λＣであるので、温度補正量ΔＴｃの符号は、前述した温度補正量ΔＴａ，ΔＴｂの符号とは逆になる。
【００５５】
そして、図８のＳ２５０の処理において、第２エタロンフィルタ４２１の温度がＴｃ＋ΔＴｃに補正されることにより、図１４中段の実線に示すように、第２エタロンフィルタ４２１の透過波長特性が短波長側に変移し、温度補正前の波長ロック点ｃが目標波長λＴに対応した波長ロック点ｃ’に移る。最後に、Ｓ２６０の処理において、光源１１の温度制御が第２周期フィルタ部４２の出力情報を用いた制御に切り替えられることにより、図１４の下段に示すように、光源１１の出力波長が第２エタロンフィルタ４２１の波長ロック点ｃ’に対応した目標波長λＴに引き込まれる。
【００５６】
上記のように本実施形態の光送信装置によれば、波長制御の基準位置を取得するために透過波長特性を固定にした第１エタロンフィルタ４１１と、該第１エタロンフィルタ４１１の透過波長特性との相対的な位相関係を目標波長λＴに応じて変化させるために透過波長特性を可変にした第２エタロンフィルタ４２１とを組み合わせて波長の制御を行うようにしたことで、２つのエタロンフィルタの組合せによる簡略な構成によって、光源１１の出力波長を任意の波長に高い精度でロックすることができる。これにより、マルチグリッドに対応した光送信装置を容易かつ低コストで実現することが可能になる。
【００５７】
ここで、上記光送信装置のマルチグリッド対応に関して、具体的な実施例を挙げて詳しく説明する。以下の説明では、光送信装置の第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１として、ＦＳＲが１００ＧＨｚに設計されたものを適用し、例えば５０ＧＨｚおよび３７．５ＧＨｚの波長間隔などに対応した波長制御を行う場合を想定する。
【００５８】
上記光送信装置の実施例において、ＦＳＲが１００ＧＨｚの第１エタロンフィルタ４１１に対して設定可能な波長ロック点Ａ，Ｂ，Ｃ…は、図１５の上段に示すように、５０ＧＨｚの波長間隔となる。したがって、光送信装置の運用を開始する前の段階に、前述の図５〜図７に示した場合と同様にして、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａ，Ｂおよび第２エタロンフィルタ４２１の波長ロック点ａ，ｂについての較正処理を行っておく。
【００５９】
そして、５０ＧＨｚの波長間隔に対しては、目標波長の間隔が第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の各波長ロック点の波長間隔に一致するため、第１周期フィルタ部４１の出力情報を用いた光源１１の温度制御を行うか、または、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性の相対的な位相が揃うように、第２エタロンフィルタ４２１の温度をＴａに制御しておき、第２周期フィルタ部４１，４２の出力情報を用いた光源１１の温度制御を行うようにする。これにより、図１５の下段に示すように、光源１１の出力波長を５０ＧＨｚ間隔のグリッド上の波長λＴ１，λＴ２，λＴ３…のいずれかでロックすることができる。例えば、図１５の下段に示す波長λＴ１が目標波長である場合、光源１１の出力波長が波長ロック点Ａ（またはａ）を含む引き込み範囲内となるように光源１１の温度を粗調整した後に、第１周期フィルタ部４１または第２周期フィルタ部４２の出力情報を用いた光源１１の温度のフィードバック制御を行う。また、他の波長λＴ２，λＴ３…が目標波長である場合には、上記と同様にして、光源１１の出力波長が当該目標波長に対応した波長ロック点を含む引き込み範囲内となるように光源１１の温度を粗調整した後に、第１周期フィルタ部４１または第２周期フィルタ部４２の出力情報を用いた光源１１の温度のフィードバック制御を行う。
【００６０】
一方、３７．５ＧＨｚの波長間隔に対しては、図１６の上段に示すように、第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａ，Ｂ，Ｃ…の間隔に対して目標波長の間隔が３／４倍となるので、目標波長に応じて第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性の相対的な位相関係を最適化して、光源１１の出力波長を制御することが必要になる。
【００６１】
例えば、目標波長が第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａから長波長側に３７．５ＧＨｚ離れている場合、該目標波長に最も近い第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点はＢになる。このため、第１周期フィルタ部４１の出力情報を用いて光源１１の温度制御を行い、光源１１の出力波長を波長ロック点Ｂに対応した波長λＢに引き込んだ後に（図１６の下段）、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性の相対的な位相関係が、較正時の波長λＢと同じ関係となるように、第２エタロンフィルタ４２１の温度をＴｂにする（図１６の中段）。
【００６２】
そして、目標波長に対応する第２エタロンフィルタ４２１の温度補正量ΔＴｂを較正時に取得したΔＴ／Δλを用いて算出し、第２エタロンフィルタ４２１の温度をＴｂ＋ΔＴｂに補正する。これにより、図１７の中段に示すように、第２エタロンフィルタ４２１の透過波長特性が短波長側に１２．５ＧＨｚ変移し、温度補正前の波長ロック点ｂが目標波長に対応した波長ロック点ｂ’に移る。この第２エタロンフィルタ４２１の波長ロック点ｂ’を基準にして光源１１の温度制御を行うことにより、図１７の下段に示すように、光源１１の出力波長が３７．５ＧＨｚ間隔のグリッド上の波長λＴ１でロックするようになる。
【００６３】
また、例えば図１８の上段に示すように、目標波長が第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａから長波長側に３７．５ＧＨｚ×２＝７５ＧＨｚ離れている場合、該目標波長に最も近い第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点はＣになる。このため、第１周期フィルタ部４１の出力情報を用いて光源１１の温度制御を行い、光源１１の出力波長を波長ロック点Ｃに対応した波長λＣに引き込んだ後に（図１８の下段）、第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の透過波長特性の相対的な位相関係が、較正時の波長λＢの状態から２倍、すなわち１周期ずれた関係となるように、第２エタロンフィルタ４２１の温度制御を行う（図１８の中段）。
【００６４】
そして、目標波長に対応する第２エタロンフィルタ４２１の温度補正量ΔＴｃを較正時に取得したΔＴ／Δλを用いて算出し、第２エタロンフィルタ４２１の温度をＴｃ＋ΔＴｃに補正する。これにより、図１９の中段に示すように、第２エタロンフィルタ４２１の透過波長特性が短波長側に２５ＧＨｚ変移し、温度補正前の波長ロック点ｃが目標波長に対応した波長ロック点ｃ’に移る。この第２エタロンフィルタ４２１の波長ロック点ｃ’を基準にして光源１１の温度制御を行うことにより、図１９の下段に示すように、光源１１の出力波長が３７．５ＧＨｚ間隔のグリッド上の波長λＴ２でロックするようになる。
【００６５】
さらに、目標波長が第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点Ａから長波長側に３７．５ＧＨｚ×３＝１１２．５ＧＨｚ離れている場合、該目標波長に最も近い第１エタロンフィルタ４１１の波長ロック点はＣになる。このため、上記図１８に示した場合と同様にして、光源１１の出力波長をλＣとして第２エタロンフィルタ４２１の温度をＴｃにした後に、目標波長に対応する第２エタロンフィルタ４２１の温度補正量ΔＴｃ’を算出して、第２エタロンフィルタ４２１の温度をＴｃ＋ΔＴｃ’に補正する。これにより、図２０中段の実線に示すように、第２エタロンフィルタ４２１の透過波長特性が長波長側に１２．５ＧＨｚ変移し、温度補正前の波長ロック点ｃが目標波長に対応した波長ロック点ｃ”に移る。この第２エタロンフィルタ４２１の波長ロック点ｃ”を基準にして光源１１の温度制御を行うことにより、図２０の下段に示すように、光源１１の出力波長が３７．５ＧＨｚ間隔のグリッド上の波長λＴ３でロックするようになる。
【００６６】
上記のように光送信装置は、ＦＳＲが１００ＧＨｚに設計された第１および第２エタロンフィルタ４１１，４２１の組合せにより、５０ＧＨｚおよび３７．５ＧＨｚの波長間隔に対応した波長制御を行うことが可能である。また、上記３７．５ＧＨｚの波長間隔の場合と同様の考え方により、３３．３ＧＨｚや２５ＧＨｚなどの多様な波長間隔にも対応することができる。したがって、前述したようにマルチグリッドに対応した光送信装置を容易かつ低コストで実現することが可能になる。
【００６７】
なお、上述した実施形態およびマルチグリッド対応の具体的な実施例では、第１および第２エタロンフィルタの周期（ＦＳＲ）が等しい場合について説明したが、第１および第２エタロンフィルタの周期が相違していても、本発明の波長制御を実施することは可能である。ただし、第１エタロンフィルタの周期に対して第２エタロンフィルタの周期が短い場合、第１エタロンフィルタの１周期内に、第２エタロンフィルタの傾き方向が同じ傾斜部分が複数存在するため、第１および第２エタロンフィルタの相対的な位相関係の調整において第２エタロンフィルタの位相位置を見誤る可能性がある。また、第１エタロンフィルタの周期に対して第２エタロンフィルタの周期が長い場合には、第１エタロンフィルタの複数の周期分に亘って、第２エタロンフィルタの位相を可変調整することが必要になるため、波長制御に要する時間が長くなり効率的な制御が難しくなる可能性がある。したがって、上記の点を考慮すると、第１および第２エタロンフィルタは周期を等しくしておくことが望ましい。
【００６８】
以上の各実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）  波長に対して透過率が周期的に変化する周期フィルタを用いて光の波長を制御する波長制御方法であって、
透過波長特性が固定された第１周期フィルタおよび透過波長特性が可変の第２周期フィルタに対して制御対象光をそれぞれ与え、前記第１および第２周期フィルタの前記制御対象光に対する各透過率をモニタし、
該各透過率のモニタ値に応じて、前記第２周期フィルタの透過波長特性を変化させることで、前記第１および第２周期フィルタの透過波長特性の相対的な位相関係を制御し、
該第２周期フィルタの前記制御対象光に対する透過率のモニタ値に応じて、前記制御対象光の波長を制御することを特徴とする波長制御方法。
【００６９】
（付記２）  付記１に記載の波長制御方法であって、
前記第１周期フィルタに設定可能な複数の波長ロック点のうちで、目標波長に対して波長が最も近い基準波長ロック点を判別し、
前記制御対象光を前記第１周期フィルタに与え、前記第１周期フィルタの前記制御対象光に対する透過率をモニタし、該透過率のモニタ値が、前記基準波長ロック点に対応する透過率に一致するように、前記制御対象光の波長を制御し、
前記第１周期フィルタを用いて波長を制御した制御対象光を前記第２周期フィルタに与え、前記第２周期フィルタの前記制御対象光に対する透過率をモニタし、該透過率のモニタ値に応じて前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御することで、該第２周期フィルタの波長ロック点に対応する波長を、前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長に一致させ、
前記目標波長と前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長との差分に応じて、前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御することで、該第２周期フィルタの波長ロック点に対応する波長を前記目標波長に一致させ、
前記第２周期フィルタに前記制御対象光を与えたときの透過率のモニタ値が、前記第２周期フィルタの波長ロック点に対応する透過率に一致するように、前記制御対象光の波長を制御することを特徴とする波長制御方法。
【００７０】
（付記３）  付記２に記載の波長制御方法であって、
前記第２周期フィルタは、温度の制御により透過波長特性が可変な特性を有するとき、
前記第１周期フィルタに設定可能な複数の波長ロック点うちの隣り合う２つの波長ロック点を選択して前記第２周期フィルタの較正処理を行い、前記２つの波長ロック点のうちの一方の波長ロック点に対応した波長から他方の波長ロック点に対応した波長への波長変化に対する、前記第２周期フィルタの温度変化の関係を取得して記憶し、
前記目標波長と前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長との差分に応じて、前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御する際に、前記較正処理により取得して記憶した前記関係を用いて、前記第２周期フィルタの温度補正量を算出することを特徴とする波長制御方法。
【００７１】
（付記４）  波長が可変な光信号を出力する光源ユニットと、
前記光源ユニットから出力される光信号の一部をモニタ光として分岐する光分岐ユニットと、
前記分岐部で分岐されたモニタ光がそれぞれ与えられる第１周期フィルタ部および第２周期フィルタ部、並びに、該第１および第２周期フィルタ部の出力情報に基づいて前記光源ユニットの出力波長を制御する波長制御回路を有する波長制御ユニットと、
を備えた光送信装置であって、
前記第１周期フィルタ部は、透過率が周期的に変化する透過波長特性を持ち、前記分岐部で分岐されたモニタ光が与えられる第１周期フィルタと、該第１周期フィルタの透過光パワーを検出する第１透過光パワー検出部と、前記第１周期フィルタの透過波長特性を固定する透過波長特性固定部と、を有し、
前記第２周期フィルタ部は、透過率が周期的に変化する透過波長特性を持ち、前記分岐部で分岐されたモニタ光が与えられる第２周期フィルタと、該第２周期フィルタの透過光パワーを検出する第２透過光パワー検出部と、前記第２周期フィルタの透過波長特性を可変制御する透過波長特性可変部と、を有し、
前記波長制御回路は、前記第１および第２透過光パワー検出部の検出結果を基に前記第１および第２周期フィルタの前記モニタ光に対する各透過率をモニタし、該各透過率のモニタ値に応じて、前記透過波長特性可変部により前記第２周期フィルタの透過波長特性を変化させることで、前記第１および第２周期フィルタの透過波長特性の相対的な位相関係を制御した後、前記第２透過光パワー検出部の検出結果を基づく透過率のモニタ値に応じて、前記光源ユニットの出力波長を制御することを特徴とする光送信装置。
【００７２】
（付記５）  付記４に記載の光送信装置であって、
前記波長制御回路は、前記第１周期フィルタに設定可能な複数の波長ロック点のうちで、目標波長に対して波長が最も近い基準波長ロック点を判別し、前記第１透過光パワー検出部の検出結果を基に前記第１周期フィルタの前記モニタ光に対する透過率をモニタし、該透過率のモニタ値が、前記基準波長ロック点に対応する透過率に一致するように、前記光源ユニットの出力波長を制御した後、前記第２透過光パワー検出部の検出結果を基に前記第２周期フィルタの前記モニタ光に対する透過率をモニタし、該透過率のモニタ値に応じて前記透過波長特性可変部により第２周期フィルタの透過波長特性を制御することで、該第２周期フィルタの波長ロック点に対応する波長を、前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長に一致させた後、前記目標波長と前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長との差分に応じて、前記透過波長特性可変部により前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御することで、該第２周期フィルタの波長ロック点に対応する波長を前記目標波長に一致させた後、前記第２透過光パワー検出部の検出結果を基づく透過率のモニタ値が、前記第２周期フィルタの波長ロック点に対応する透過率に一致するように、前記光源ユニットの出力波長を制御することを特徴とする光送信装置。
【００７３】
（付記６）  付記５に記載の光送信装置であって、
前記第２周期フィルタは、温度の制御により透過波長特性が可変な特性を有し、
前記波長制御回路は、前記第１周期フィルタに設定可能な複数の波長ロック点うちの隣り合う２つの波長ロック点を選択して前記第２周期フィルタの較正処理を行い、前記２つの波長ロック点のうちの一方の波長ロック点に対応した波長から他方の波長ロック点に対応した波長への波長変化に対する、前記第２周期フィルタの温度変化の関係を取得して内部メモリに記憶しておき、前記目標波長と前記第１周期フィルタの基準波長ロック点に対応する波長との差分に応じて、前記第２周期フィルタの透過波長特性を制御する際に、前記内部メモリに記憶された前記関係を用いて、前記第２周期フィルタの温度補正量を算出することを特徴とする光送信装置。
【００７４】
（付記７）  付記５または６のいずれか１つに記載の光送信装置であって、
前記第１および第２周期フィルタの各波長ロック点は、周期的な透過波長特性の山部分および谷部分の中間に位置する傾斜部分に設定されることを特徴とする光送信装置。
【００７５】
（付記８）  付記４〜７のいずれか１つに記載の光送信装置であって、
前記光源ユニットから出力される光信号のパワーを一定に制御する光パワー制御ユニットを備えたことを特徴とする光送信装置。
【００７６】
（付記９）  付記４〜８のいずれか１つに記載の光送信装置であって、
前記第１および第２周期フィルタは、透過波長特性の周期が等しいことを特徴とする光送信装置。
【００７７】
（付記１０）  付記４〜９のいずれか１つに記載の光送信装置であって、
前記波長制御回路は、前記光源ユニットの出力波長を、波長間隔が異なる複数のグリッド上の任意の波長に制御可能であることを特徴とする光送信装置。
【００７８】
（付記１１）  付記４〜１０のいずれか１つに記載の光送信装置であって、
前記第１および第２周期フィルタは、エタロンフィルタであることを特徴とする光送信装置。
【００７９】
（付記１２）  付記１１に記載の光送信装置であって、
前記透過波長特性固定部は、前記エタロンフィルタの温度を一定に制御することを特徴とする光送信装置。
【符号の説明】
【００８０】
１…光源ユニット
２…光分岐ユニット
３…光パワー制御ユニット
４…波長制御ユニット
１１…光源（ＬＤ）
１２…光源の駆動回路（ＬＤ＿ＤＲＶ）
１３，４１４，４２４…温度制御素子（ＴＥＣ）
１４，４１６，４２６…温度モニタ素子（ＴＳ）
１５，４１５，４２５…温度制御素子の駆動回路（ＴＥＣ＿ＤＲＶ）
２１，２２，２３…光カプラ
３１，４１２，４２２…フォトダイオード（ＰＤ）
３２，４１３，４２３…電流電圧変換器（Ｉ／Ｖ）
３３…自動パワー制御回路（ＡＰＣ）
４１…第１周期フィルタ部
４２…第２周期フィルタ部
４３…波長制御回路
４１１…第１エタロンフィルタ（ＥＦ）
４１２…第２エタロンフィルタ（ＥＦ）
４１７，４２７…自動温度制御回路（ＡＴＣ）
Ａ，Ｂ，Ｃ，ａ，ｂ，ｃ…波長ロック点
Ｌｓ…光信号
Ｌｍ１，Ｌｍ２，Ｌｍ３…モニタ光
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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