(57)【要約】【課題】光強度の実質的な変動を伴うことなく、周期的なフィルタ特性を光周波数軸方向に広範囲に亘って平行移動することのできる可変光フィルタを提供する。【解決手段】本可変光フィルタ１は、光路１３を介して直列に接続された第１、第２フィルタ部１１，１２と、各々の周期的なフィルタ特性を制御する制御部１４とを備えて構成され、制御部１４は、第１、第２フィルタ部１１，１２の一方について、光周波数軸方向の可変範囲を超えてフィルタ特性を平行移動させる必要が生じたとき、可変光フィルタ１全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、一方のフィルタ部から他方のフィルタ部への切り替えが行われるように、第１、第２フィルタ部１１，１２の各フィルタ特性を相対的に制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直列に接続され、透過率が光周波数軸上で周期的に変化するフィルタ特性をそれぞれ有し、該フィルタ特性の透過率が可変であると共に、前記フィルタ特性を光周波数軸方向に平行移動させることが可能であり、かつ、共通な光周波数軸方向の可変範囲について同一のフィルタ特性を設定することが可能な第１および第２フィルタ部と、
該第１および第２フィルタ部の一方について、光周波数軸方向の可変範囲を超えてフィルタ特性を平行移動させる必要が生じたとき、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、一方のフィルタ部から他方のフィルタ部への切り替えが行われるように、前記第１および第２フィルタ部の各フィルタ特性を相対的に制御する制御部と、
を備えて構成されたことを特徴とする可変光フィルタ。
【請求項２】
請求項１に記載の可変光フィルタであって、
前記制御部は、前記第１フィルタ部のフィルタ特性が光周波数に対して平坦であって最大の透過率が得られる透過状態にあり、前記第２フィルタ部のフィルタ特性によって全体のフィルタ特性が決まる状態にあるとき、前記第２フィルタ部に関する光周波数軸方向への平行移動の状態が可変範囲の境界に達する以前に、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、前記第１フィルタ部の透過率の振幅を連続的に減少させ、かつ、第２フィルタ部の透過率の振幅を連続的に増大させることで、第２フィルタ部から第１フィルタ部への切り替えを行うことを特徴とする可変光フィルタ。
【請求項３】
請求項１に記載の可変光フィルタであって、
前記第１および第２フィルタ部で生じる損失を補償するための光増幅部を備えたことを特徴とする可変光フィルタ。
【請求項４】
光伝送路上に配置された光増幅器により波長多重信号光を一括して増幅すると共に、該波長多重信号光に発生するチルトを少なくとも１つの利得等化器により補償して中継伝送する光伝送システムであって、
前記利得等化器が、請求項１に記載の可変光フィルタを含むことを特徴とする光伝送システム。
【請求項５】
透過率が光周波数軸上で周期的に変化するフィルタ特性を備えた可変光フィルタの制御方法であって、
互いに直列に接続され、透過率が光周波数軸上で周期的に変化するフィルタ特性をそれぞれ有し、該フィルタ特性の透過率が可変であると共に、前記フィルタ特性を光周波数軸方向に平行移動させることが可能であり、かつ、共通な光周波数軸方向の可変範囲について同一のフィルタ特性を設定することが可能な第１および第２フィルタ部の一方について、光周波数軸方向の可変範囲を超えてフィルタ特性を平行移動させる必要が生じたとき、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、一方のフィルタ部から他方のフィルタ部への切り替えが行われるように、前記第１および第２フィルタ部の各フィルタ特性を相対的に制御することを特徴とする可変光フィルタの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過率が光周波数軸上で周期的に変化する可変光フィルタの制御技術に関し、特に、光伝送路や光増幅器等の波長（または光周波数）依存性によるチルトをその変動に追随して補償するのに好適な可変光フィルタおよびそれを用いた光伝送システム、並びに、可変光フィルタの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバ伝送路および光増幅中継器を接続した光増幅中継伝送路を介して波長多重（ＷＤＭ）信号光を伝送する波長多重光伝送システムにおいて、光増幅中継器の利得の波長（または光周波数）依存性等に起因する信号光レベルの偏差を、可変の透過特性を有する光フィルタ（以下、可変光フィルタとする）を利用して補償することが知られている。
【０００３】
上記のような補償に利用される可変光フィルタとしては、例えば、透過率が光周波数軸上で周期的に変化する周期フィルタを単独に使用したものや、互いに周期の異なる複数の周期フィルタを直列に接続し、フーリエ級数展開の原理に基づいて光周波数軸上に所望の形状のフィルタ特性を合成するようにしたものなどが公知である（例えば、下記の特許文献１〜４参照）。このような周期的なフィルタ特性を有する可変光フィルタは、要求されるフィルタ特性の変動に応じて可変のフィルタ特性が制御されることにより、信号光レベルの偏差を広い範囲に亘って補償することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２７６１５４号公報
【特許文献２】
特開平９−２４４０７９号公報
【特許文献３】
特開平９−２８９３４９号公報
【特許文献４】
特開２０００−１９９８８０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような周期的なフィルタ特性を有する従来の可変光フィルタについては、要求されるフィルタ特性が光周波数軸方向に微小に変動し続けた場合、変動の範囲がフィルタ特性の可変範囲内であれば、変動の都度フィルタ特性を微小に変化させることにより、要求されるフィルタ特性に追随することが可能である。しかしながら、変動の範囲がフィルタ特性の可変範囲を超えてしまうと、その時点での変動量がたとえ微小であったとしても、要求に対してフィルタ特性を連続的に変化させることができなくなる。
【０００６】
このような状況において要求に応えるためには、例えば、周期的なフィルタ特性を少なくとも１周期分、要求された変化方向とは逆向きに引き戻す制御が必要となる。この場合、制御の前後におけるフィルタ特性の変化が僅かであっても、制御の途中でフィルタ特性を大きく変動させなければならないときがあるため、補償の対象となる光周波数帯の全域で光強度が大きく変動してしまう可能性があり問題となる。
【０００７】
ここで、上記の問題点について図９および図１０を用いて具体的に説明する。なお、以下の説明においては、可変光フィルタの周期的なフィルタ特性について、減衰量が極大になる１つの減衰ピークに着目して、これを基準ピークＰｒｅｆとする。そして、周期的なフィルタ特性の光周波数軸方向への可変範囲を、上記基準ピークＰｒｅｆの可変範囲Ｒとして記述することにする。
【０００８】
例えば、図９の最上段に示す状態Ａが可変光フィルタの初期状態であったとき、そのフィルタ特性に対して連続的に微小量ずつ光周波数軸方向の高周波数側に平行移動させることが要求される場合を考える。この場合、可変のフィルタ特性は、状態Ａから状態Ｂおよび状態Ｃを経由して状態Ｄまでは追従可能である。しかしながら、図９の最下段に示す状態Ｅに変化することが要求された場合には、たとえ状態Ｄのフィルタ特性と状態Ｅのフィルタ特性との差が微小量であっても、そのフィルタ特性の変化は図中の点線で示す可変範囲Ｒを超えるため、状態Ｄにおける基準ピークＰｒｅｆが連続的に位置αに移動することはできない。このため、フィルタ特性を状態Ｄから状態Ｅに変化させるためには、基準ピークＰｒｅｆを位置βに移動させなければならない。
【０００９】
上記のように基準ピークＰｒｅｆを位置βに移動させることでフィルタ特性を状態Ｄから状態Ｅに変化させるときの動作は、さらに詳しくは、例えば図１０に示すようにフィルタ特性を状態Ｆから状態Ｇを経由して状態Ｈに変化させる場合、または、状態Ｆから状態Ｉを経由して状態Ｈに変化させる場合を考えることが可能である。
【００１０】
フィルタ特性を状態Ｇを経由して変化させた場合には、基準ピークＰｒｅｆが本来ピーク特性を要求されていない領域を横切ることになるため、変化の途中におけるフィルタ特性に要求されていない大きな変動が起こってしまう。
【００１１】
一方、状態Ｉに示すようにフィルタ特性を光周波数に対して平坦な透過状態とし、この状態Ｉを維持したまま基準ピークＰｒｅｆを状態Ｈの基準ピークＰｒｅｆの位置まで移動させた後に、可変光フィルタの減衰量を増大させた場合には、フィルタ特性が状態Ｉに維持されている間、本来要求のあったピーク特性が補償対象の光周波数帯全域で一旦消滅するため、フィルタ特性に要求されていない大きな変動が起こってしまう。
【００１２】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、光強度の実質的な変動を伴うことなく、周期的なフィルタ特性を光周波数軸方向に広範囲に亘って平行移動することのできる可変光フィルタおよびそれを用いた光伝送システム、並びに、可変光フィルタの制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る可変光フィルタは、互いに直列に接続され、透過率が光周波数軸上で周期的に変化するフィルタ特性をそれぞれ有し、該フィルタ特性の透過率が可変であると共に、前記フィルタ特性を光周波数軸方向に平行移動させることが可能であり、かつ、共通な光周波数軸方向の可変範囲について同一のフィルタ特性を設定することが可能な第１および第２フィルタ部と、該第１および第２フィルタ部の一方について、光周波数軸方向の可変範囲を超えてフィルタ特性を平行移動させる必要が生じたとき、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、一方のフィルタ部から他方のフィルタ部への切り替えが行われるように、前記第１および第２フィルタ部の各フィルタ特性を相対的に制御する制御部と、を備えて構成されたことを特徴とする。
【００１４】
かかる構成の可変光フィルタでは、可変のフィルタ特性を光周波数軸方向に平行移動させる場合に、第１および第２フィルタ部の一方について可変範囲を超えるような変化が必要となったとき、各フィルタ部の特性を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となるようにして、一方のフィルタ部から他方のフィルタ部への切り替えが行われることで、各フィルタ部を通過した光の強度を殆ど変動させることなく、可変光フィルタ全体のフィルタ特性を光周波数軸方向に連続的に平行移動させることが可能になる。
【００１５】
上記制御部の具体的な一つの態様としては、前記第１フィルタ部のフィルタ特性が光周波数に対して平坦であって最大の透過率が得られる透過状態にあり、前記第２フィルタ部のフィルタ特性によって全体のフィルタ特性が決まる状態にあるとき、前記第２フィルタ部に関する光周波数軸方向への平行移動の状態が可変範囲の境界に達する以前に、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、前記第１フィルタ部の透過率の振幅を連続的に減少させ、かつ、第２フィルタ部の透過率の振幅を連続的に増大させることで、第２フィルタ部から第１フィルタ部への切り替えを行うようにしてもよい。このような制御部によれば、第１および第２フィルタ部についての透過率の振幅を相対的に増減させることによって、全体のフィルタ特性を一定に保ちながら第２フィルタ部から第１フィルタ部への切り替えが行われるようになる。
【００１６】
また、前述した可変光フィルタについては、前記第１および第２フィルタ部で生じる損失を補償するための光増幅部を備えるようにしてもよい。かかる構成によれば、可変光フィルタの挿入損失の低減を図ることが可能になる。
【００１７】
本発明に係る光伝送システムは、光伝送路上に配置された光増幅器により波長多重信号光を一括して増幅すると共に、該波長多重信号光に発生するチルトを少なくとも１つの利得等化器により補償して中継伝送する光伝送システムであって、前記利得等化器が、上述したような本発明の可変光フィルタを含むことを特徴とする。かかる構成の光伝送システムでは、光伝送路や光増幅器等の波長（または光周波数）依存性によって波長多重信号光に発生するチルトが、本発明の可変光フィルタを用いた利得等化器によって補償されるようになる。この際、信号光に生じるチルトが変動しても、その変動に追随して可変光フィルタの特性が広い波長範囲に亘って連続的に制御可能であるため、中継伝送される信号光の光強度が可変光フィルタの制御に起因して大きく変動してしまうような状況が回避されるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による可変光フィルタの構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１において、本可変光フィルタ１は、例えば、第１フィルタ部１１、第２フィルタ部１２、光路１３および制御部１４を有し、第１フィルタ部１１と第２フィルタ部１２が、入力端子ＩＮおよび出力端子ＯＵＴの間に光路１３を介して直列に接続され、各フィルタ部１１，１２のフィルタ特性が制御部１４によって制御される構成である。
【００２０】
第１フィルタ部１１および第２フィルタ部１２は、透過率が光周波数軸上で周期的に変化するフィルタ特性をそれぞれ有する。第１、第２フィルタ部１１，１２の各々の周期的なフィルタ特性は、透過率（振幅）が可変であり、かつ、光周波数軸方向の所要の範囲（可変範囲）内で平行移動させることが可能であって、各々に共通の可変範囲内では同一の特性に設定することができるものとする。
【００２１】
第１、第２フィルタ部１１，１２の具体的な構成としては、例えば、単一の周期フィルタを利用した構成や、互いに異なる周期を持つ複数の周期フィルタを直列に接続して所望の形状のフィルタ特性を実現した構成などを適用することが可能である。可変のフィルタ特性を持つ周期フィルタの具体例としては、上述の特許文献１等に記載されたマッハツェンダ干渉計型フィルタや、磁気光学結晶の入出射面に反射膜を形成したエタロン型フィルタ（例えば、特願２００２−１４６６４３号）等を挙げることができる。
【００２２】
上記のマッハツェンダ干渉計型フィルタは、例えば図２に示すような基本構成を有する。すなわち、図２のマッハツェンダ干渉計型フィルタは、長さの異なる２本の光導波路２１，２２の入力側および出力側をそれぞれ方向性結合器２３，２４で接続した構成を有し、方向性結合器２３，２４に設けられた電極２５，２６へのバイアス電流を調整することで結合効率を変化させてフィルタの振幅を変化させることが可能であり、また、方向性結合器２３，２４間の光導波路２１上に設けられた電極２７へのバイアス電流を調整することでフィルタの位相を変化させることが可能である。
【００２３】
上記のエタロン型フィルタは、ファラデー回転子などの磁気光学効果を利用した偏光可変制御器の入出射面に反射膜を形成してエタロン型の光フィルタを構成したものであって、そのファラデー回転角を制御することで透過率（または損失）を変化させることが可能となる。また、ファラデー回転子をくさび型の一対の可動な磁気光学結晶で構成し、エタロンの共振器長を制御することで、光周波数軸上での透過特性を制御することも可能となる。
【００２４】
光路１３（図１）は、本可変光フィルタ１の入力端子ＩＮおよび第１フィルタ部１１の入力端子の間と、第１フィルタ部１１の出力端子および第２フィルタ部１２の入力端子の間と、第２フィルタ部１２の入力端子および可変光フィルタ１の出力端子ＯＵＴの間とを、例えば光ファイバや光導波路等を用いてそれぞれ接続するものである。
【００２５】
図３は、第１、第２フィルタ部１１，１２および光路１３についての具体的な構成の一例を示した平面図である。
図３の構成例では、前述の図２に示したような基本構成を有する４つのマッハツェンダ干渉計型フィルタを直列接続して１チップ化した光フィルタが、第１、第２フィルタ部１１，１２としてそれぞれ使用される。ここでは、第１フィルタ部１１の４段目のマッハツェンダ干渉計型フィルタの出力端と第２フィルタ部１２の１段目のマッハツェンダ干渉計型フィルタの入力端との間が、光ファイバ１３により接続される。また、第１フィルタ部１１の１段目のマッハツェンダ干渉計型フィルタの入力端には入力端子ＩＮが接続され、第２フィルタ部１２の４段目のマッハツェンダ干渉計型フィルタの出力端には出力端子ＯＵＴが接続される。
【００２６】
第１、第２フィルタ部１１，１２を構成する各段のマッハツェンダ干渉計型フィルタは、ここでは例えば図中の点線で囲んだＡ部の拡大図に示すように、入力側および出力側の各方向性結合器、並びに、各方向性結合器の間に位置する２本の光導波路上にそれぞれ設けられた薄膜ヒータ等の電極に対して、図の下段に例示したような駆動装置で発生するバイアス電流が与えられることにより駆動される。この駆動装置は、例えば、後述する制御部１４から出力される制御信号をコントローラで受け、該制御信号に従ってコントローラから出力される信号をＤ／Ａコンバータを介して可変電源に送ることで各電極に与えるバイアス電流をそれぞれ調整する。なお、各電極に対応して設けられた電流計および電圧計は、各々の電極の実際の駆動状態をモニタするためのものであって、それぞれのモニタ結果を示す信号がＡ／Ｄコンバータを介してコントローラにフィードバックされる。
【００２７】
なお、ここでは、第１、第２フィルタ部１１，１２を個別に形成して各々の間を光路１３で接続する構成例を示したが、例えば、第１、第２フィルタ部１１，１２を一体化して単一デバイスとすることも可能である。また、周期の異なる複数の周期フィルタ（上記の例では、４段のマッハツェンダ干渉計型フィルタ）の組み合わせによって得られる、第１、第２フィルタ部の具体的なフィルタ特性については後述することにする。
【００２８】
制御部１４は、可変範囲を超えてフィルタ特性を光周波数軸方向に平行移動させる要求が発生したときにでも、フィルタ特性の変更中に出力端子ＯＵＴから出力される光の強度が変動しないように、第１、第２フィルタ部１１，１２の可変のフィルタ特性を制御するものである。
【００２９】
ここで、制御部１４によって第１、第２フィルタ部１１，１２のフィルタ特性を制御する具体的な手順について、図４を参照しながら詳しく説明する。ただし、ここでは説明を簡単にするために、第１、第２フィルタ部１１，１２には単一の周期フィルタがそれぞれ使用されるものとする。
【００３０】
まず、本可変光フィルタ１の初期状態においては、例えば図４の状態Ｊに示すように、要求されるフィルタ特性が第２フィルタ部１２のみを使用して実現されるように、第１、第２フィルタ部１１，１２のフィルタ特性が制御部１４によって制御される。具体的には、要求されるフィルタ特性に対応させて第２フィルタ部１２の周期的なフィルタ特性の振幅および位相が制御され、第１フィルタ部１１については、光周波数に対して平坦であって最小の減衰量（または最大の透過率）が得られる状態（以下、透過状態とする）が実現されるように制御される。これにより、各光フィルタ部１１，１２の特性を合成した可変光フィルタ１全体のフィルタ特性は、第２フィルタ部１２の周期的なフィルタ特性に対応したものとなる。
【００３１】
上記のような初期状態において、第２フィルタ部１２の減衰量が極大になる１つの減衰ピークを基準ピークＰｒｅｆとして着目し、この基準ピークＰｒｅｆが光周波数軸上で平行移動可能な範囲を可変範囲Ｒとする。そして、基準ピークＰｒｅｆが可変範囲Ｒの低周波側または高周波側の境界近傍に位置する場合には、第２フィルタ部１２のフィルタ特性の低周波側または高周波側への平行移動が限界に近づいているとして、第２フィルタ部１２から第１フィルタ部１１への切り替え制御が行われる。
【００３２】
上記の切り替え制御は、具体的には、可変光フィルタ１全体のフィルタ特性が常に一定となることを条件として、第１フィルタ部１１の減衰量の振幅を連続的に増大（または透過率の振幅を連続的に減少）させ、かつ、第２フィルタ部１２の減衰量の振幅を連続的に減少（または透過率の振幅を連続的に増大）させることにより行われる。このとき、第１フィルタ部１１については、基準ピークＰｒｅｆの光周波数軸上の位置が可変範囲Ｒの中央付近となるように、周期的なフィルタ特性の位相を制御することが望ましい。
【００３３】
図４に示す状態Ｋ〜Ｎは、上記のような一連の切り替え制御における第１、第２フィルタ部１１，１２および可変光フィルタ１全体の各特性を段階的に例示したものである。このように、状態Ｋ、状態Ｌおよび状態Ｍを経由して状態Ｎに達することにより、状態Ｋ〜Ｎの各段階において可変光フィルタ１全体のフィルタ特性が一定に維持されながら、第２フィルタ部１２から第１フィルタ部１１への切り替えが行われる。そして、状態Ｎに達した後は、第１フィルタ部１１のみを使用して要求されるフィルタ特性が実現され、第２フィルタ部１２については透過状態とされる。
【００３４】
さらに、図示しないが第１フィルタ部１１の周期的なフィルタ特性が光周波数軸上で平行移動されて、基準ピークＰｒｅｆが可変範囲Ｒの境界近傍に位置するようになると、前述した第２フィルタ部１２から第１フィルタ部１１への切り替え制御とは逆の手順に従って、第１フィルタ部１１から第２フィルタ部１２への切り替え制御が行われる。具体的には、第２フィルタ部１２が透過状態にあるときに、第２フィルタ部１２の基準ピークＰｒｅｆの位置が可変範囲Ｒの中央付近となるように位相を制御した上で、可変光フィルタ１全体のフィルタ特性が常に一定となることを条件として、第１フィルタ部１１の減衰量の振幅を連続的に減少させ、かつ、第２フィルタ部１２の減衰量の振幅を連続的に増大させる制御が制御部１４によって行われる。
【００３５】
上記のようにして、要求されるフィルタ特性の実現を担う一方のフィルタ部の基準ピークＰｒｅｆが可変範囲Ｒの境界近傍に位置するようになると、その役割を他方のフィルタ部に切り替える制御が繰り返されることにより、可変光フィルタ１全体のフィルタ特性を光周波数軸方向に連続的に平行移動させることが可能になる。
【００３６】
次に、第１、第２フィルタ部１１，１２について、複数の周期フィルタの組み合わせを適用した場合に得られるフィルタ特性を説明する。
一般に、フーリエ級数展開法より明らかなように、互いに異なる周期を有する複数の正弦波を重畳することによって任意の形状のフィルタ特性が実現可能になるという原理に基に、自由スペクトル領域（ＦＳＲ）の異なる複数の周期フィルタを直列に接続することで、所望の光周波数特性を持つ光フィルタが実現されることが知られている。
【００３７】
具体的に、例えば図５の上段に示すような伝送路や光増幅器等の波長（または光周波数）依存性によるチルトｆ（λ）について、それを補償するための光フィルタをＮ段の周期フィルタの組み合わせにより実現することを考える。この場合、補償の対象となるチルトｆ（λ）の波長帯域に応じて決定される基本周期に対して、組み合わされるＮ段の周期フィルタのＦＳＲが１／ｎ倍（ただし、ｎは整数とする）の条件を満たすように設定されると共に、チルトｆ（λ）をフーリエ級数展開した結果に応じて各々の周期フィルタの振幅が設定される。このようにしてＦＳＲおよび振幅の設定されたＮ段の周期フィルタを合成することによって、図５の中段に示すようなチルトｆ（λ）とは逆の特性ｆ−１（λ）を持つ光フィルタが構成されるようになる。この光フィルタを用いてチルトｆ（λ）の補償を行うことで、図５の下段に示すような平坦な波長特性が実現されることになる。
【００３８】
したがって、第１、第２フィルタ部１１，１２を上記のような複数の周期フィルタの組み合わせによって構成した場合、各周期フィルタとして前述の図２に示したようなマッハツェンダ干渉計型フィルタを用い、各々の可変のフィルタ特性を前述したような手順に従って制御部１４により制御することによって、可変光フィルタ１の所望のフィルタ特性を光周波数軸方向に連続的に平行移動させることが可能になる。
【００３９】
なお、上記の実施形態では、要求されるフィルタ特性の実現を担うフィルタ部の基準ピークＰｒｅｆが可変範囲Ｒの境界近傍に位置するたびに、第１、第２フィルタ部１１，１２の各々の役割を切り替えるようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば、通常の運用時は第１フィルタ部１１を透過状態として、第２フィルタ部１２が要求されるフィルタ特性の実現を担うようにすることも可能である。つまり、第２フィルタ部２の基準ピークＰｒｅｆが光周波数軸方向の可変範囲Ｒの境界近傍に位置したとき、前述した制御手順と同様にして、第２フィルタ部１２を透過状態とし第１フィルタ部１１により要求されるフィルタ特性を実現した後、第２フィルタ１２の基準ピークＰｒｅｆの位置を可変範囲Ｒの中央付近に移す。そして、その直後に再び第１、第２フィルタ部１１，１２の役割を切り替えて第２フィルタ部１２により要求されるフィルタ特性を実現するようにしてもよい。
【００４０】
また、第１、第２フィルタ部１１，１２の間を光路１３により直接接続するようにしたが、例えば図６の可変フィルタ１’に示すように、第１、第２フィルタ部１１，１２の間に光増幅器１５を設けるようにして挿入損失を補償する応用も有効である。なお、光増幅器１５の配置は、第１、第２フィルタ部１１，１２の間に限定されるものではなく、第１フィルタ部１１の前段や第２フィルタ部１２の後段に配置するようにしてもよい。
【００４１】
次に、上述したような可変光フィルタ１を用いて構成したＷＤＭ光伝送システムについて説明する。
図７は、上記ＷＤＭ光伝送システムの一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００４２】
図７に示すＷＤＭ光伝送システムは、例えば、ＷＤＭ信号光を送受信する光送信装置５１および光受信装置５２の間を光伝送路５３で接続すると共に、該光伝送路５３上に所要の間隔で光増幅器５４を配置してＷＤＭ信号光を中継伝送する公知のシステム構成について、所要の中継区間数ごと（図では２つの中継区間ごと）に上述した可変光フィルタ１を適用した利得等化器を配置したものである。なお、各可変光フィルタ１の出力端に接続された光増幅器５４’は、可変光フィルタ１の挿入損失を補償するためのものであって、この光増幅器５４’は、前述の図６に例示したように可変光フィルタ１内の第１、第２フィルタ部１１，１２の間や、可変光フィルタ１の入力端に接続するようにしてもよい。
【００４３】
上記のようなＷＤＭ光伝送システムでは、各々の中継区間の光伝送路５３や光増幅器５４等の波長依存性によるチルトの補償が各可変光フィルタ１によって２中継区間ごとに行われる。このとき、温度変化や経時劣化等の様々な要因により信号光に発生するチルトが変動しても、その変動に追随して可変光フィルタ１の特性を広範囲に亘って連続的に制御することができるため、中継伝送されるＷＤＭ信号光の強度が可変光フィルタ１の制御に起因して大きく変動してしまうような状況が回避されるようになる。これにより、光送信装置５１と光受信装置５２の間でＷＤＭ信号光を安定して中継伝送することが可能になる。
【００４４】
なお、上記ＷＤＭ光伝送システムの実施形態では、２つの中継区間ごとに本発明の可変光フィルタ１を適用した利得等化器が配置されるようにしたが、各中継区間に対応させて、または、３つ以上の中継区間ごとに利得等化器を配置してチルト補償を行うようにしてもよい。
【００４５】
また、例えば図８に示すように、可変光フィルタ１の第１、第２フィルタ部１１，１２を異なる中継区間に分けて配置し、各フィルタ部１１，１２に対して上述したような制御部１４による制御を適用することも可能である。このようなシステム構成によれば、例えば既存のシステムの各補償ノードに利得等化器として配置された各々の可変光フィルタうちの２台の一組として本発明を適用することもできるようになるため、挿入損失の増大やコストの上昇を招くことなく、可変光フィルタの特性を光周波数軸方向へ連続的に平行移動させることが可能になる。
【００４６】
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００４７】
（付記１）  互いに直列に接続され、透過率が光周波数軸上で周期的に変化するフィルタ特性をそれぞれ有し、該フィルタ特性の透過率が可変であると共に、前記フィルタ特性を光周波数軸方向に平行移動させることが可能であり、かつ、共通な光周波数軸方向の可変範囲について同一のフィルタ特性を設定することが可能な第１および第２フィルタ部と、
該第１および第２フィルタ部の一方について、光周波数軸方向の可変範囲を超えてフィルタ特性を平行移動させる必要が生じたとき、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、一方のフィルタ部から他方のフィルタ部への切り替えが行われるように、前記第１および第２フィルタ部の各フィルタ特性を相対的に制御する制御部と、
を備えて構成されたことを特徴とする可変光フィルタ。
【００４８】
（付記２）  付記１に記載の可変光フィルタであって、
前記制御部は、前記第１フィルタ部のフィルタ特性が光周波数に対して平坦であって最大の透過率が得られる透過状態にあり、前記第２フィルタ部のフィルタ特性によって全体のフィルタ特性が決まる状態にあるとき、前記第２フィルタ部に関する光周波数軸方向への平行移動の状態が可変範囲の境界に達する以前に、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、前記第１フィルタ部の透過率の振幅を連続的に減少させ、かつ、第２フィルタ部の透過率の振幅を連続的に増大させることで、第２フィルタ部から第１フィルタ部への切り替えを行うことを特徴とする可変光フィルタ。
【００４９】
（付記３）  付記２に記載の可変光フィルタであって、
前記制御部は、前記第２フィルタ部から第１フィルタ部への切り替えを行うとき、前記第１フィルタ部に関する光周波数軸方向への平行移動の状態が可変範囲の中央付近に対応した状態となるように、前記第１フィルタ部の位相を制御することを特徴とする可変光フィルタ。
【００５０】
（付記４）  付記１に記載の可変光フィルタであって、
前記制御部は、前記第１フィルタ部のフィルタ特性が光周波数に対して平坦であって最大の透過率が得られる透過状態にあり、前記第２フィルタ部のフィルタ特性によって全体のフィルタ特性が決まる状態にあるとき、前記第２フィルタ部に関する光周波数軸方向への平行移動の状態が可変範囲の境界に達する以前に、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、前記第１フィルタ部の透過率の振幅を連続的に減少させ、かつ、第２フィルタ部の透過率の振幅を連続的に増大させて、第２フィルタ部から第１フィルタ部への切り替えを行い、続けて、第２フィルタ部に関する光周波数軸方向への平行移動の状態が可変範囲の中央付近に対応した状態となるように前記第２フィルタ部の位相を制御した後、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、前記第１フィルタ部の透過率の振幅を連続的に増大させ、かつ、第２フィルタ部の透過率の振幅を連続的に減少させて、第１フィルタ部から第２フィルタ部への切り替えを行うことを特徴とする可変光フィルタ。
【００５１】
（付記５）  付記１に記載の可変光フィルタであって、
前記第１および第２フィルタ部で生じる損失を補償するための光増幅部を備えたことを特徴とする可変光フィルタ。
【００５２】
（付記６）  付記５に記載の可変光フィルタであって、
前記光増幅部は、前記第１および第２フィルタ部の間に配置されたことを特徴とする可変光フィルタ。
【００５３】
（付記７）  付記１に記載の可変光フィルタであって、
前記第１および第２フィルタ部は、それぞれ、互いに周期の異なる複数の周期フィルタを直列に接続した構成であることを特徴とする可変光フィルタ。
【００５４】
（付記８）  付記１に記載の可変光フィルタであって、
前記第１および第２フィルタ部は、それぞれ、マッハツェンダ干渉計型フィルタを含むことを特徴とする可変光フィルタ。
【００５５】
（付記９）  光伝送路上に配置された光増幅器により波長多重信号光を一括して増幅すると共に、該波長多重信号光に発生するチルトを少なくとも１つの利得等化器により補償して中継伝送する光伝送システムであって、
前記利得等化器が、付記１に記載の可変光フィルタを含むことを特徴とする光伝送システム。
【００５６】
（付記１０）  付記９に記載の光伝送システムであって、
前記可変光フィルタは、前記第１および第２フィルタ部が異なる中継区間に配置されたことを特徴とする光伝送システム。
【００５７】
（付記１１）  透過率が光周波数軸上で周期的に変化するフィルタ特性を備えた可変光フィルタの制御方法であって、
互いに直列に接続され、透過率が光周波数軸上で周期的に変化するフィルタ特性をそれぞれ有し、該フィルタ特性の透過率が可変であると共に、前記フィルタ特性を光周波数軸方向に平行移動させることが可能であり、かつ、共通な光周波数軸方向の可変範囲について同一のフィルタ特性を設定することが可能な第１および第２フィルタ部の一方について、光周波数軸方向の可変範囲を超えてフィルタ特性を平行移動させる必要が生じたとき、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、一方のフィルタ部から他方のフィルタ部への切り替えが行われるように、前記第１および第２フィルタ部の各フィルタ特性を相対的に制御することを特徴とする可変光フィルタの制御方法。
【００５８】
（付記１２）  付記１１に記載の可変光フィルタの制御方法であって、
前記第１フィルタ部のフィルタ特性が光周波数に対して平坦であって最大の透過率が得られる透過状態にあり、前記第２フィルタ部のフィルタ特性によって全体のフィルタ特性が決まる状態にあるとき、前記第２フィルタ部に関する光周波数軸方向への平行移動の状態が可変範囲の境界に達する以前に、前記第１および第２フィルタ部を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、前記第１フィルタ部の透過率の振幅を連続的に減少させ、かつ、第２フィルタ部の透過率の振幅を連続的に増大させることで、第２フィルタ部から第１フィルタ部への切り替えを行うことを特徴とする可変光フィルタの制御方法。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の可変光フィルタおよびその制御方法によれば、可変のフィルタ特性を光周波数軸方向に平行移動させる場合に、第１および第２フィルタ部の一方について可変範囲を超えるような変化が必要となったとき、各フィルタ部の特性を組み合わせた全体のフィルタ特性が一定となることを条件として、一方のフィルタ部から他方のフィルタ部への切り替えが行われるようにしたことで、各フィルタ部を通過した光の強度を殆ど変動させることなく、可変光フィルタ全体のフィルタ特性を光周波数軸方向に広範囲に亘って連続的に平行移動させることが可能になる。
【００６０】
また、本発明の光伝送システムによれば、上記のような可変光フィルタを利得等化器として用いるようにしたことで、信号光に生じるチルトが変動しても、その変動に追随して可変光フィルタの特性を広範囲に亘って連続的に制御することが可能であるため、伝送光の強度が可変光フィルタの制御に起因して大きく変動してしまうような状況を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による可変光フィルタの構成を示すブロック図である。
【図２】同上実施形態において第１、第２フィルタ部として用いることが可能なマッハツェンダ干渉計型フィルタの基本構成を示す平面図である。
【図３】同上実施形態における第１、第２フィルタ部および光路についての具体的な構成の一例を示す図である。
【図４】同上実施形態における制御部の動作を説明するための図である。
【図５】同上実施形態の第１、第２フィルタ部について複数の周期フィルタの組み合わせにより構成したときのフィルタ特性を説明するための図である。
【図６】同上実施形態に関連する可変光フィルタの他の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態による光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図８】同上実施形態に関連する光伝送システムの他の構成例を示すブロック図である。
【図９】従来の可変光フィルタについて、周期的なフィルタ特性を光周波数軸方向に平行移動させたときの様子を示す図である。
【図１０】従来の可変光フィルタの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１’    可変光フィルタ
１１    第１フィルタ部
１２    第２フィルタ部
１３    光路
１４    制御部
１５，５４，５４’    光増幅器
５１    光送信装置
５２    光受信装置
５３    光伝送路
ＩＮ    入力端子
ＯＵＴ    出力端子
Ｐｒｅｆ        基準ピーク
Ｒ    可変範囲
【図１】
2004165967.tif 000003
【図２】
2004165967.tif 000004
【図３】
2004165967.tif 000005
【図４】
2004165967.tif 000006
【図５】
2004165967.tif 000007
【図６】
2004165967.tif 000008
【図７】
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【図８】
2004165967.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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