(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光を処理する光デバイスと、
前記光デバイスに入力される信号光の一部を分岐したモニタ光を入力する、前記光デバイスと同一の機能を有するモニタ用光デバイスと、
該モニタ用光デバイスで処理したモニタ光を受光する受光回路と、
前記光デバイスおよび前記モニタ用光デバイスの制御パラメータをそれぞれ制御する制御回路と、
前記モニタ用光デバイスで処理され前記受光回路で受光されたモニタ光と予め設定された制御値とのずれを検出する検出回路と、を備え、
前記制御回路は、前記検出回路で検出された予め設定された制御値とのずれに基づいて、前記モニタ用光デバイスの制御パラメータを調整し、前記検出回路で検出された予め設定された制御値とのずれが所望の値となった後に前記光デバイスの制御パラメータを制御することを特徴とする光デバイスの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記モニタ用光デバイスの制御パラメータを予め設定した範囲内で掃引する掃引部を備え、
前記検出回路が、前記モニタ用光デバイスで処理され前記受光回路で受光されたモニタ光と前記掃引部から前記モニタ用光デバイスへ与えた制御パラメータより、該制御パラメータに対応させて前記モニタ用光デバイスで処理されたモニタ光と予め設定された制御値とのずれを検出することを特徴とする光デバイスの制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記検出回路は、前記モニタ用光デバイスで処理され前記受光回路で受光されたモニタ光に基づいて、前記光デバイスから出力され得る信号光についての波長、光パワーおよび光信号対雑音比の少なくとも１つを判断することを特徴とする光デバイスの制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記光デバイスおよび前記モニタ用光デバイスが、同一基板上に形成されることを特徴とする光デバイスの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信用の各種機器に利用される光デバイスの制御装置に関し、特に、光デバイスの特性を制御開始直後から高い精度で制御するための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットトラフィックを中心とするデータ通信需要の爆発的な増大に伴い、バックボーンネットワークの大容量化、超長距離化が求められている。また、ユーザの利用するサービスも多種多様となることから高信頼で柔軟性に富み、経済的なネットワークも同時に実現することが求められている。
【０００３】
現状、波長多重（ＷＤＭ）伝送技術と光増幅技術により光ネットワークの大容量化、超長距離化は飛躍的に進み伝送路コストの低減を可能にしている。しかし、伝送信号の高速化、大容量化に追従させネットワークノードの情報処理能力を増大させる場合、従来の光電気変換および電気スイッチ方式では、ノードコストの増大、大規模化をもたらす。このような背景からノードの経済化、小型化のため、大規模な電子回路を光部品に置き換え、光波長領域において光パスの単位で様々な処理を行う、光分岐挿入（ＯＡＤＭ）装置や光クロスコネクト（ＯＸＣ）装置の開発が期待されている。
【０００４】
これらの装置の中では、光をＯＮ／ＯＦＦする、光を減衰させる、１×ｎに切り換える等の機能を持つ光スイッチや、波長ごとに信号光を振り分ける光波長フィルタなどの多くの光デバイスが用いられる。上記のような光デバイスのうちでＷＤＭ信号光に対して所望の複数の波長光を一括処理できる光デバイスはＯＡＤＭ装置やＯＸＣ装置等を実現する上で重要なキーデバイスである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光波長フィルタや光スイッチなどの光デバイスを有するＯＡＤＭ装置等を用いたネットワークノードでは、光デバイスの特性を所望の複数の波長光に対応させて可変制御することによって、ＷＤＭ信号光に対する任意波長の一括処理を可能にすることがネットワークを柔軟に運営するために重要である。
【０００６】
例えば、複数の波長の光信号の通過を一括して阻止する処理（ブロック処理）や、複数の波長の光信号を一括して抽出する処理（ドロップ処理）などを行う光波長フィルタについては、選択分離する所望の光信号の波長に対して、透過帯域または阻止帯域の中心波長が完全に一致するように可変のフィルタ特性を制御し、ＷＤＭ信号光に対する任意波長の一括処理を可能にする必要がある。光波長フィルタにおける中心波長が選択波長に一致しない場合、ブロック処理では、消光比の劣化を招いたり、他の波長の光信号の通過を誤って阻止してしまうことになり、また、ドロップ処理では、ノードにおける挿入損失の増大を招いたり、他の波長の光信号を誤ってドロップしてしまうことになる。このような状況の発生は、ネットワークノードを構成するＯＡＤＭ装置等の処理動作として致命的なものとなるため回避されなければならない。
【０００７】
また例えば、信号光の光路の切り換え処理などを行う光スイッチについても、入出力の関係に対応させてスイッチング素子の特性を高い精度で可変制御し、複数の光路の正確な切り換え処理を可能にする必要がある。光スイッチの制御精度が低い場合には、スイッチでの挿入損失の増大等を招いてしまうことになるため、このような状況の発生は光波長フィルタの場合と同様に回避されなければならない。
【０００８】
上記のように処理を行う信号光に対応して設定される所望の関係（例えば、選択波長や光路等の関係）に応じた光デバイスの特性を可変制御するための方法としては、例えば、光デバイスの動作状態をモニタし、そのモニタ結果に基づいて光デバイスの動作設定を制御する方法などが考えられる。具体的には、光デバイスの特性が経時劣化や環境変化、制御誤差などの影響を受けて変化したり、あるいは、光デバイスに入力される光信号の波長が送信光源の波長揺らぎ等により変動したりする場合、光デバイスでの処理結果をモニタし、そのモニタ結果に従って制御パラメータをフィードバック制御することが可能である。
【０００９】
しかし、上記のような光デバイスの動作設定のフィードバック制御を考えた場合、立ち上げ時や設定の変更時などにおいて、所望の関係に応じた光デバイスの特性を確実に得ることが難しいという問題点がある。すなわち、制御開始時におけるモニタ結果が所望の特性から得られるものとは異なっている場合、制御パラメータのフィードバック制御によって光デバイスの特性が許容範囲に達するまでには所要の制御時間が必要となり、この間における光デバイスの特性を保証することは困難である。ＯＡＤＭ装置やＯＸＣ装置等に用いられる光デバイスにおいては、所望の波長光の通過阻止、抽出または光路の切り換え等の処理が誤って行われるとサービスの中断を招くことになるので、光デバイスの動作制御はその初期状態から高い精度が要求される。このような要求を満足するためには、上記のようなフィードバック制御の問題点を解消する光デバイスの制御技術が必要不可欠である。
【００１０】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、信号光に対応して設定される所望の関係に応じた特性が制御開始直後より確実に得られるように光デバイスの動作設定を高い精度で制御する制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる光デバイスの制御装置は、信号光を処理する光デバイスと、前記光デバイスに入力される信号光の一部を分岐したモニタ光を入力する、前記光デバイスと同一の機能を有するモニタ用光デバイスと、該モニタ用光デバイスで処理したモニタ光を受光する受光回路と、前記光デバイスおよび前記モニタ用光デバイスの制御パラメータをそれぞれ制御する制御回路と、前記モニタ用光デバイスで処理され前記受光回路で受光されたモニタ光と予め設定された制御値とのずれを検出する検出回路と、を備え、前記制御回路は、前記検出回路で検出された予め設定された制御値とのずれに基づいて、前記モニタ用光デバイスの制御パラメータを調整し、前記検出回路で検出された予め設定された制御値とのずれが所望の値となった後に前記光デバイスの制御パラメータを制御するものである。
【００１４】
【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、本発明にかかる光デバイスの制御装置の第１実施形態を示す構成図である。
図１において、第１実施形態の制御装置３は、信号光に対して所要の処理を実行する光デバイス１について、入力される信号光に対応して設定される所望の関係を実現可能な特性が得られるように、光デバイス１の動作設定を制御するものであって、ここでは例えば、分岐部としての光カプラ３Ａと、モニタ用光デバイス３Ｂと、受光部としての受光器３Ｃと、検出部としての検出回路３Ｄと、制御部としての制御回路３Ｅと、を備えて構成される。
【００１５】
光カプラ３Ａは、光デバイス１に入力される信号光（以下、主信号光とする）の一部を分岐してモニタ用光デバイス３Ｂに送る。この光カプラ３Ａの分岐比は、光デバイス１以降における主信号光の処理に影響を与えない範囲内で任意に設定することが可能である。
モニタ用光デバイス３Ｂは、主信号光の処理を行う光デバイス１と同様の光デバイスを別途設けたものであって、光カプラ３Ａで分岐された信号光（以下、モニタ光とする）が入力され、光デバイス１と同一の制御パラメータに従って動作する。このモニタ用光デバイス３Ｂで処理されたモニタ光は受光器３Ｃに送られる。
【００１６】
受光器３Ｃは、モニタ用光デバイス３Ｂからの出力光を受光し電気信号に変換して検出回路３Ｄに出力する。検出回路３Ｄは、受光器３Ｃからの電気信号に基づいて、モニタ用光デバイス３Ｂで処理されたモニタ光と、主信号光の波長または光パワーとの間の関係を検出し、その検出結果を制御回路３Ｅに伝える。
制御回路３Ｅは、検出回路３Ｄでの検出結果に基づいて、光デバイス１の特性が主信号光に対応して設定される所望の関係を実現するものとなるように、光デバイス１の動作設定を制御する。具体的には、検出回路３Ｄで検出されたモニタ光と主信号光の波長または光パワーとの関係を利用して、主信号用光デバイス１で実際に得られるであろう特性を判断し、その特性と上記所望の関係を実現可能な特性との差異がなくなるか若しくは軽減されるような最適な制御パラメータの設定値を決定して光デバイス１の動作を制御する。また、制御回路３Ｅは、モニタ用光デバイス３Ｂの動作設定が主信号用光デバイス１の動作設定と同じになるように、モニタ用光デバイス３Ｂの制御パラメータを制御するものとする。
【００１７】
次に、第1実施形態の動作について説明する。
上記のような構成を備えた光デバイス１の制御装置３では、入力される主信号光の一部がモニタ光として光カプラ３Ａにより分岐され、主信号用光デバイス１と同一制御パラメータで動作するモニタ用光デバイス３Ｂによって処理されたモニタ光が、受光器３Ｃで光電変換された後に検出回路３Ｄに送られる。そして、検出回路３Ｄでは、受光器３Ｃからの電気信号に基づいて、モニタ用光デバイス３Ｂで処理されたモニタ光と主信号光の波長または光パワーとの関係が検出され、主信号用光デバイス１における実際の特性を判断するための情報として制御回路３Ｅに伝えられる。制御回路３Ｅでは、検出回路３Ｄからの情報を基に、主信号光に対応して設定される所望の関係が実現される特性を得るために必要な光デバイス１の動作設定が判断され、その結果に従って光デバイス１の制御パラメータが制御されるようになる。
【００１８】
具体的に、例えば、光デバイス１が主信号光に含まれる複数の波長の光信号の通過を一括して阻止する処理（ブロック処理）を行う光波長フィルタであるとした場合、モニタ用光デバイス３としては、光デバイス１と同一制御パラメータで動作し、かつ、透過波長特性が光デバイス１とは相補の関係にある光波長フィルタ、すなわち、光デバイス１で通過が阻止される複数の波長の光信号を一括して抽出することが可能な光波長フィルタが用いられる。そして、光カプラ３Ａで分岐されたモニタ光のうちからモニタ用光デバイス３で抽出された複数の光信号の各ピーク波長と主信号光の各波長との関係が検出回路３Ｄで検出され、光デバイス１で通過を阻止したい光信号の各波長に対する検出回路３Ｄで検出された各ピーク波長の誤差が制御回路３Ｅで求められ、その誤差の値が光デバイス１の選択波長を決める制御パラメータに対応する値に変換されて誤差の補償された制御パラメータの設定値が決定される。
【００１９】
また例えば、光デバイス１が主信号光に含まれる複数の波長の光信号を一括して抽出する処理（ドロップ処理）を行う光波長フィルタであるとした場合、モニタ用光デバイス３としては、光デバイス１と同一制御パラメータで動作し、かつ、同様のドロップ処理を行うことが可能な光波長フィルタが用いられる。そして、光カプラ３Ａで分岐されたモニタ光のうちからモニタ用光デバイス３で抽出された複数の光信号の各ピーク波長と主信号光の各波長との関係が検出回路３Ｄで検出され、光デバイス１で抽出したい光信号の各波長に対する検出回路３Ｄで検出された各ピーク波長の誤差が制御回路３Ｅで求められ、その誤差の値が光デバイス１の選択波長を決める制御パラメータに対応する値に変換されて誤差の補償された制御パラメータの設定値が決定される。
【００２０】
さらに例えば、光デバイス１が主信号光の光路の切り換え処理を行う光スイッチであるとした場合には、モニタ用光デバイス３としては、光デバイス１と同一制御パラメータで動作し、かつ、同様の光路の切り換え処理を行うことが可能な光スイッチが用いられる。そして、光カプラ３Ａで分岐されモニタ用光デバイス３で光路が切り換えられて出力されるモニタ光の各波長のピークパワーと主信号光の各波長光パワーとの関係が検出回路３Ｄで検出される。制御回路３Ｅでは、光デバイス１で光路を切り換えたい光信号の出力パワーに対する検出回路３Ｄで検出された光パワーの誤差が求められ、その誤差の値が光デバイス１の光路の接続状態を決める制御パラメータに対応する値に変換されて誤差の補償された制御パラメータの設定値が決定される。
【００２１】
このように第１実施形態の制御装置３によれば、主信号光の処理を行う光デバイス１の動作設定の制御が、別途設けた同一制御パラメータで動作するモニタ用光デバイス３で処理されたモニタ光の状態に基づいて行われるようになるため、光デバイス１の動作立ち上げ時や設定の変更時などにおいても、その直後から、主信号光に対応して設定される所望の関係を実現可能にする光デバイス１の特性を保証することが可能になる。すなわち、上述したように主信号用光デバイス１での処理結果を直接モニタして制御パラメータをフィードバック制御した場合には、制御開始直後において、所望の特性がまだ得られていない光デバイス１によって主信号光が処理される可能性があるのに対して、主信号用光デバイス１と同一制御パラメータで動作するモニタ用光デバイス３を別途設けて制御を行うようにすれば、制御開始直後において所望の特性が得られているか否かはモニタ用光デバイス３の出力光の状態を基に判断され、その結果に従って主信号用光デバイス１の動作設定が制御されるため、制御開始直後から光デバイス１の所望の特性を保証することが可能になる。
【００２２】
なお、上記第1実施形態では、光デバイスの一例として、ブロック処理若しくはドロップ処理を行う光波長フィルタまたは光路の切り換え処理を行う光スイッチを挙げたが、本発明の制御技術が適用可能な光デバイスは上記の具体例に限定されるものではない。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００２３】
図２は、本発明にかかる光デバイスの制御装置の第２実施形態を示す構成図である。ただし、前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略し、以下、他の実施形態においても同様とする。
図２において、第２実施形態の制御装置３’は、前述した第１実施形態の制御装置３について、モニタ用光デバイス３Ｂの制御パラメータを予め設定した範囲内で掃引する掃引部としての掃引回路３Ｆを制御回路３Ｅに付加したものである。なお、掃引回路３Ｆ以外の他の部分の構成は第１実施形態の場合と同様である。
【００２４】
掃引回路３Ｆは、光デバイス１の制御パラメータとは独立にモニタ用光デバイス３Ｂの制御パラメータを掃引する機能を備え、その掃引範囲は、主信号光に対応して設定される所望の関係から想定される制御パラメータの可変範囲内に設定されるものとする。
このような光デバイス１の制御装置３’では、光カプラ３Ａで分岐されたモニタ光は、掃引回路３Ｆにより制御パラメータが所要の範囲内で掃引され特性が変化するモニタ用光デバイス３Ｂに入力されて処理される。このとき主信号用光デバイス１の制御パラメータは、制御回路３Ｅによってモニタ用光デバイス３Ｂとは独立に制御されるため、掃引されることはない。モニタ用光デバイス３Ｂで処理されたモニタ光については、モニタ用光デバイス３Ｂの特性の変化に対応させて、主信号光の波長または光パワーとの関係がそれぞれ検出され、主信号用光デバイス１で実際に得られる特性を判断するための情報として制御回路３Ｅに伝えられる。制御回路３Ｅでは、モニタ用光デバイス３Ｂの特性変化に対応した各々の関係のうちから、主信号光に対応して設定される所望の関係を実現するのに最も適した関係が判断され、その時の制御パラメータの値に一致するように、光デバイス１の制御パラメータが制御される。
【００２５】
上記のように第２実施形態の制御装置３’によれば、制御回路３Ｅに掃引回路３Ｆを設けるようにしたことで、モニタ用光デバイス３Ｂを用いて実際に処理状態が確認された制御パラメータによって、主信号用光デバイス１の動作設定が制御されるようになるため、制御開始直後から光デバイス１の所望の特性をより高い精度で保証することが可能になる。
【００２６】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図３は、本発明にかかる光デバイスの制御装置の第３実施形態を示す構成図である。
図３において、第３実施形態の制御装置３”は、前述した第２実施形態の制御装置３’について、検出回路３Ｄに代えて検出回路３Ｄ’を設けたものであり、それ以外の他の部分の構成は第２実施形態の場合と同様である。
【００２７】
検出回路３Ｄ’は、受光器３Ｃからの電気信号に基づいて、モニタ用光デバイス３Ｂで処理されたモニタ光と主信号光の波長または光パワーとの関係を検出すると共に、その検出した関係を利用して主信号光についての波長、光パワーおよび光信号対雑音比（光ＳＮＲ）のうちの少なくとも１つを検出できるようにしたものである。具体的には、例えば図４に示すように、所要の範囲内で掃引される制御パラメータに従って特性の変化するモニタ用光デバイス３Ｂで処理されたモニタ光が波長の異なる４つの信号成分を含んでいる場合、検出回路３Ｄ’は、モニタ光のピーク波長λM1〜λM4、ピークパワーＰM1〜ＰM4と主信号光に含まれる各光信号の波長、光パワーとの関係をそれぞれ検出する。また、そのモニタ光と主信号光の関係から、主信号用光デバイス１で処理され出力され得る信号光の波長、光パワーを求め、さらに、各波長に対応した光信号について信号成分および雑音成分の各パワーを求めて光ＳＮＲを検出する。
【００２８】
このようにして検出したモニタ光と主信号光の関係は、第２実施形態の場合と同様にして制御回路３Ｅに伝えられ、主信号光についての波長、光パワー、光ＳＮＲの各値は、光デバイス１で処理される信号光の光学特性を示す情報として外部等に出力される。
このように第３実施形態の制御装置３”によれば、検出回路３Ｄ’で主信号光についての波長、光パワー、光ＳＮＲを求めるようにしたことで、主信号用光デバイス１の特性を制御するために別途設けたモニタ用光デバイス３Ｂを、光スペクトルアナライザに相当する機能を備えた手段として、光デバイス１の出力特性の評価にも利用することが可能になる。
【００２９】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図５は、本発明にかかる光デバイスの制御装置の第４実施形態を示す構成図である。
図５において、第４実施形態の制御装置３’’’は、上述した第１実施形態の構成について、主信号用光デバイス１とモニタ用光デバイス３Ｂとを同一の基板１０上に形成するようにしたものであり、それ以外の他の部分の構成は第１実施形態の場合と同様である。
【００３０】
このように、同一基板１０上に主信号用光デバイス１およびモニタ用光デバイス３Ｂを集積化することによって、同一制御パラメータで動作する各光デバイスの特性がより揃うようになるため、光デバイス１の特性を一層高い精度で制御することが可能になる。
ここで、上記の第４実施形態を応用したより具体的な実施例について詳しく説明する。以下では、主信号用光デバイス１として、同一基板上の３つの光波長フィルタを従属ループ接続することにより具体化したバンドリジェクション型の光波長可変フィルタを想定し、その光波長可変フィルタの波長特性を制御する制御装置を一例として考えることにする。
【００３１】
図６は、上記の実施例にかかる光波長可変フィルタおよびその制御装置の構成を示す平面図である。
図６に示す光波長可変フィルタ１においては、例えば、同一基板１０上に形成された３つの音響光学チューナブルフィルタ（Acousto Optic Tunable Filter；ＡＯＴＦ）が接続光路２13，２23により互いに接続され、その基板１０上の接続されたＡＯＴＦの光入出力部分と、入力光路２INおよび出力光路２OUTとの間が、光サーキュレータ４、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５、偏光回転部６および接続光路２A，２B，２Cを用いて接続されることで、基板１０上の３つのＡＯＴＦがループ状に従属接続される。
【００３２】
上記の光波長可変フィルタ１に適用される制御装置３ａは、例えば、第１モニタ部１００、第２モニタ部２００およびＲＦ信号制御部３００を備えて構成される。第１モニタ部１００は、基板１０上の従属ループ接続された各ＡＯＴＦにおける選択波長をトラッキング制御するために、所要のＡＯＴＦで通過が阻止されたドロップ光をモニタするものである。第２モニタ部２００は、前述した第４実施形態の光カプラ３Ａ、モニタ用光デバイス３Ｂおよび受光器３Ｃに相当する構成であって、光波長可変フィルタ１の立ち上げ時や設定の変更時などにおいて、基板１０上の従属ループ接続されたＡＯＴＦの制御値を予め検出するために、それらのＡＯＴＦと同一のパラメータで動作する基板１０上のモニタ用ＡＯＴＦを通過した光をモニタするのものである。ＲＦ信号制御部３００は、第１、第２モニタ部１００，２００の各モニタ結果に基づいて、各ＡＯＴＦに与えられるＲＦ信号を制御し、各々のＡＯＴＦの動作状態を制御するものであって、前述した第４実施形態の検出回路３Ｄ、制御回路３Ｅおよび掃引回路３Ｆに相当する機能を備えたものである。
【００３３】
基板１０は、例えば、ＬｉＮｂＯ3からなる基板材料に５本の略平行な光導波路２１，２２，２３，２２１，２２２が形成されていて、光導波路２１〜２３が主信号用として、光導波路２２１，２２２が第２モニタ部２００用として使用される。各光導波路２１，２２，２３および２２１，２２２の各々の両端部分には、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂおよび２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂがそれぞれ設けられている。また、基板１０には、各光導波路２１，２２，２３および２２１，２２２にそれぞれ対応させて、櫛形電極（ＩＤＴ）４１，４２，４３および２４１，２４２と、ＳＡＷガイド５１，５２，５３および２５１，２５２とがそれぞれ形成されている。
【００３４】
主信号用の各ＰＢＳ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂとしては、例えば、交差導波路型のＰＢＳ等を使用することが可能であり、ここでは各ＰＢＳがＴＥモード透過型の構成となるように、交差導波路のクロス側に位置する入出力ポートが各光導波路上に接続されている。また、第２モニタ部２００用の各ＰＢＳ２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂとしても、例えば、交差導波路型のＰＢＳ等を使用することが可能である。ただし、ここでは各ＰＢＳ２３１ａ，２３２ｂがＴＥモード透過型の構成となるように、交差導波路のクロス側に位置する入出力ポートが各光導波路上に接続され、各ＰＢＳ２３１ｂ，２３２ａがＴＭモード透過型の構成となるように、交差導波路のバー側に位置する入出力ポートが各光導波路上に接続されている。
【００３５】
各ＩＤＴ４１〜４３，２４１，２４２は、ＲＦ信号生成回路４０で生成された所要の周波数ｆの信号が共通に印加されることで基板１０上に弾性表面波（ＳＡＷ）を発生する。なお、各ＩＤＴ４１〜４３，２４１，２４２を設ける位置は、後述するように、対応する光導波路内の光の伝搬方向に対するＳＡＷの伝搬方向の関係が選択波長ドップラーシフト等の影響を考慮した関係となるように設定するのが好ましい。
【００３６】
各ＳＡＷガイド５１〜５３，２５１，２５２は、各ＩＤＴ４１〜４３，２４１，２４２で発生した各々のＳＡＷを対応する光導波路２１〜２３，２２１，２２２に沿って伝搬させるためのガイドである。ここでは、各ＳＡＷガイド５１〜５３，２５１，２５２として、例えばＴｉ拡散により所要の形状に形成した方向性結合型のＳＡＷガイドを用いる場合を示した。
【００３７】
方向性結合型のＳＡＷガイドを用いたＡＯＴＦでは、ＩＤＴで発生するＳＡＷを所要の形状のＳＡＷガイドで方向性結合させることにより、光導波路内を伝搬する光に対してＳＡＷがモード変換領域の中央付近で最も強く干渉するようになる。これにより、ＡＯＴＦのフィルタ特性におけるサイドローブレベルの抑圧を図ることができる。なお、図６に示したＳＡＷガイドは、より望ましい関数に従ってＳＡＷを方向性結合させるために曲線的な形状を採用している。これにより、サイドローブレベルを一層効果的に抑圧することが可能になる。
【００３８】
なお、ここでは方向性結合型のＳＡＷガイドを用いたＡＯＴＦを使用する場合を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、薄膜型のＳＡＷガイドを光導波路上に形成したＡＯＴＦ等を使用することも可能である。また、この薄膜型ＳＡＷガイドを用いたＡＯＴＦについては、ＳＡＷガイドの長手方向が光導波路の軸方向に対して所要量だけ傾くように設定し、ＳＡＷの伝搬軸と光軸とが斜角に交差するような配置としてもよい。このような配置を採用することによって、光が感じる弾性表面波の強度について長手方向に重み付けが行われるようになり、サイドローブレベル抑圧を図ることが可能になる。
【００３９】
光サーキュレータ４は、少なくとも３つのポート４ａ，４ｂ，４ｃを有し、ポート４ａからポート４ｂに向かう方向、ポート４ｂからポート４ｃに向かう方向およびポート４ｃからポート４ａに向かう方向にのみ光を伝達する一般的な光部品である。この光サーキュレータ４には、入力光路２INがポート４ａに接続され、ＰＢＳ５に繋がる接続光路２Aがポート４ｂに接続され、出力光路２OUTがポート４ｃに接続されている。
【００４０】
ＰＢＳ５は、光サーキュレータ４のポート４ｂから接続光路２Aを介して送られてくる入力光を互いに偏波面の直交した２つの偏光に分離し、一方の偏光を接続光路２Bの一端に出力し、他方の偏光を接続光路２Cの一端に出力する。接続光路２Bの他端は、基板１０の光導波路２１上に位置するＰＢＳ３１ａに接続され、接続光路２Cの他端は、基板１０の光導波路２２上に位置するＰＢＳ３２ａに接続される。また、ここでは接続光路２C上に偏光回転部６が挿入されていて、この偏光回転部６は、ＰＢＳ５で分離された他方の偏光の偏波面を９０度回転させる機能をもつ。
【００４１】
基板１０の光導波路２１上に位置するＰＢＳ３１ｂは、接続光路２13によって光導波路２３上に位置するＰＢＳ３３ｂに接続され、また、光導波路２２上に位置するＰＢＳ３２ｂは、接続光路２23によって光導波路２３の端部に位置するＰＢＳ３３ａに接続される。これにより、基板１０上の主信号用の３つのＡＯＴＦが、入力光路２INおよび出力光路２OUTの間でループ状に従属接続されるようになる。
【００４２】
各接続光路２B，２C，２13，２23は偏波保持ファイバであって、ここでは例えばＰＡＮＤＡ型ファイバを使用するものとする。ただし、偏波保持ファイバの構造はＰＡＮＤＡ型に限られるものではなく公知の構造を採用することが可能である。また、各接続光路２B，２C，２13，２23は、各々の長手方向の中央近傍において、図７に示すように偏光軸を略９０度回転させてスプライスした直交接続部Ｃをそれぞれ有し、後述するように、偏波依存性のある光デバイスを偏波保持ファイバで接続するときの偏光軸のずれによる影響を抑圧している。
【００４３】
また、上記の基板１０に接続される第１モニタ部１００は、従属ループ接続された各ＡＯＴＦを一方の方向に順次通過する光についてのドロップ光をモニタするための光アイソレータ１０１Ａおよび受光器１０２Ａと、他方の方向に順次通過する光についてのドロップ光をモニタするための光アイソレータ１０１Ｂおよび受光器１０２Ｂと、各受光器１０２Ａ，１０２Ｂで光電変換された出力信号を合算してモニタ信号Ｍ１を出力する回路１０３とからなる。
【００４４】
ここでは、光アイソレータ１０１Ａの入力ポートが、接続光路２Dを介して基板１０上のＰＢＳ３１ｂのＴＭモード出力ポートに接続され、光アイソレータ１０１Ｂの入力ポートが、接続光路２Eを介して基板１０上のＰＢＳ３２ｂのＴＭモード出力ポートに接続される。なお、各方向の光についてドロップ光をモニタする位置は、後述するように、ＲＦ信号に付与するディザリングの影響を考慮して、選択波長（ドロップ波長）が阻止帯域の中心に位置するＡＯＴＦ段に設定するのが望ましい。
【００４５】
さらに、上記の基板１０に接続される第２モニタ部２００は、入力光の一部を所要の分岐比（例えば１０：１等）で分岐する入力光路２IN上の光カプラ２０１と、光カプラ２０１からの分岐光を偏光分離して基板１０上の各モニタ用ＡＯＴＦにそれぞれ送るＰＢＳ２０２と、基板１０上の各モニタ用ＡＯＴＦを通過した偏光を合波して出力するＰＢＳ２０４と、ＰＢＳ２０４で合波されたモニタ光を電気信号に変換してモニタ信号Ｍ２を出力する受光器２０６とを有する。
【００４６】
上記のＰＢＳ２０２は、前述したＰＢＳ５と同様に、光カプラ２０１から接続光路２Fを介して送られてくる分岐光を互いに偏波面の直交した２つの偏光に分離し、一方の偏光を接続光路２Gの一端に出力し、他方の偏光を接続光路２Hの一端に出力する。接続光路２Gの他端は、基板１０の光導波路２２１上に位置するＰＢＳ２３１ａに接続されていて、接続光路２Hの他端は、基板１０の光導波路２２２上に位置するＰＢＳ２３２ｂに接続されている。また、ここでは接続光路２H上に偏光回転部２０３が挿入されていて、この偏光回転部２０３は、ＰＢＳ２０２で分離された他方の偏光の偏波面を９０度回転させる機能をもつ。
【００４７】
ＰＢＳ２０４は、基板１０上のモニタ用ＡＯＴＦを通過し各接続光路２I，２Jを介して送られてくる偏波面の直交した偏光を合波して受光器２０６に出力する。具体的には、基板１０の光導波路２２１上のＰＢＳ２３１ｂから出力されるＴＭモード光が、接続光路２Iを通ってＰＢＳ２０４に入力されるとともに、基板１０の光導波路２２２上のＰＢＳ２３２ａから出力されるＴＭモード光が、接続光路２Jを通り偏光回転部２０５で偏波面が９０度回転されてＰＢＳ２０４に入力される。
【００４８】
上記第１、第２モニタ部１００，２００で使用される各接続光路２D，２E，２G，２H，２I，２Jについても、例えばＰＡＮＤＡ型ファイバ等の偏波保持型の光線路を使用し、各々の長手方向の中央近傍には前述した図７の場合と同様の構成の直交接続部Ｃをそれぞれ有するものとする。
主信号用およびモニタ用の各光路が接続される基板１０の対向する２つの端面は、例えば図８に示すように、各光路との接続面での反射光の影響を軽減させるために所要の角度だけ傾けた端面とするのが好ましい。また、上記の各基板端面に接続される各光ファイバは、例えば図９に示すようなファイバアレイ構造とするのがよい。なお、図９において各接続光路２13，２23に平行に設けられる光ファイバは、各段のＡＯＴＦで通過が阻止されるドロップ光等を取り出するためのものである。ファイバアレイ内の各偏波保持ファイバの偏光軸に関する配置は、反対側の基板端面に接続されるファイバアレイとの対称性を考慮して、両側のファイバアレイの品種が同一となるように設定するのが望ましい。
【００４９】
上記のような構成の光波長可変フィルタ１では、入力光路２INを伝搬する入力光が光サーキュレータ４および接続光路２Aを介してＰＢＳ５に送られ、直交する２つの偏光に分離されて接続光路２B，２Cにそれぞれ出力される。接続光路２Cに出力された偏光は、偏光回転部６によって偏波面が９０度回転され、接続光路２Bに出力された偏光の偏波方向に揃えられる。そして、接続光路２B，２Cを伝搬する各偏光は、基板１０上の各ＰＢＳ３１ａ，３２ａにＴＥモード光としてそれぞれ与えられる。なお、図６には、従属ループ接続された光線路上の各部分での伝搬光の偏波方向が明確になるように、ＰＡＮＤＡ型ファイバの偏光軸の配置を示す断面図に併せて伝搬光の偏波方向が表記してある。
【００５０】
ＰＢＳ３１ａに与えられたＴＥモード光は、ＰＢＳ３１ａを通過し、光導波路２１内をＰＢＳ３１ｂに向けて伝搬する。このとき、ＲＦ信号生成回路４０からの周波数ｆのＲＦ信号がＩＤＴ４１に印加されることで発生するＳＡＷが、ＳＡＷガイド５１によって光導波路２１に沿って導かれ、光導波路２１内の伝搬光と同一方向（順方向）に伝搬する。このＳＡＷによる音響光学効果によって、光導波路２１内を伝搬するＴＥモード光のうちのＳＡＷの周波数に対応した波長（選択波長）の光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、各モードの光がＰＢＳ３１ｂに到達すると、モード変換されなかった選択波長とは異なる波長（非選択波長）のＴＥモード光は、ＰＢＳ３１ｂを通過して接続光路２13に出力され、モード変換された選択波長のＴＭモード光は、ＰＢＳ３１ｂでドロップ光として分岐され、第１モニタ部１００の光アイソレータ１０１Ａに送られる。
【００５１】
接続光路２13に出力されたＴＥモード光は、長手方向の中央近傍において９０度スプライスされたＰＡＮＤＡ型ファイバを通って、光導波路２３上のＰＢＳ３３ｂに送られる。このとき、ＰＡＮＤＡ型ファイバ内で発生する偏波モード間干渉による周期的な波長依存性損失や偏波モード分散（ＰＭＤ）、基板１０上のＰＢＳ等で発生する偏光依存性損失（ＰＤＬ）は、９０度スプライス点の前後において相殺されて抑圧されるようになる。
【００５２】
ここで、偏波保持型の光線路中で発生する偏波モード間干渉について説明する。
偏光依存性を有する複数の光デバイスを偏波保持ファイバ等により接続する場合においては、偏波保持ファイバの偏光軸（Ｆａｓｔ軸、Ｓｌｏｗ軸）方向と光デバイスに対して入出力される偏光の軸方向とを完全に一致させて接続を行うことが理想である。しかしながら、偏波保持ファイバと光デバイスの実際の接続においては、各々の軸方向を完全に一致させることは困難であり多少の軸ずれは避けられない。
【００５３】
上記のように軸ずれが生じた場合には、図１０に示すように、偏波保持ファイバの偏波モード間干渉が発生し、光デバイスの透過特性に周期的な波長依存性損失が発生することになる。この周期的な波長依存性損失は、偏波保持ファイバのＦａｓｔ軸およびＳｌｏｗ軸の伝搬時間差をτとすると、その周期は１／τとなる。このような偏波保持ファイバの偏波モード間干渉による周期的な波長依存性損失は、バンドリジェクション型光フィルタにおいては透過光のレベルが波長に応じて変化してしまうことになり、特性劣化を招くことになる。
【００５４】
そこで、本光波長可変フィルタ１では、接続光路の長手方向の中央近傍でＰＡＮＤＡ型ファイバの偏光軸を略９０度回転させてスプライスすることにより、その前後でＦａｓｔ軸およびＳｌｏｗ軸の各方向を入れ替え、接続光路内を伝搬する偏光が各偏光軸を略等距離伝搬するようにしている。これにより、上記の周期的な波長依存性損失やＰＭＤ、ＰＤＬの影響が相殺されるようになる。
【００５５】
基板１０上のＰＢＳ３３ｂに送られたＴＥモード光は、ＰＢＳ３３ｂを通過し、光導波路２３内をＰＢＳ３３ａに向けて伝搬する。このとき、ＩＤＴ４３で発生しＳＡＷガイド５３によって導かれるＳＡＷは、光導波路２３内の伝搬光に対して逆方向に伝搬することになり、このＳＡＷによる音響光学効果によって、光導波路２３内を伝搬するＴＥモード光のうちの選択波長に対応する光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、各モードの光がＰＢＳ３３ａに到達すると、モード変換されなかった非選択波長のＴＥモード光は、ＰＢＳ３３ａを通過して接続光路２23に出力され、モード変換された選択波長のＴＭモード光は、ＰＢＳ３３ａで分岐される。
【００５６】
接続光路２23に出力されたＴＥモード光は、接続光路２13の通過時と同様に、直交接続部Ｃを有するＰＡＮＤＡ型ファイバを通ることで周期的な波長依存性損失等が抑圧されながら光導波路２２上のＰＢＳ３２ｂに送られる。
ＰＢＳ３２ｂに送られたＴＥモード光は、ＰＢＳ３２ｂを通過し、光導波路２３内をＰＢＳ３２ａに向けて伝搬する。このとき、ＩＤＴ４２で発生しＳＡＷガイド５２によって導かれるＳＡＷは、光導波路２２内の伝搬光に対して順方向に伝搬することになり、このＳＡＷによる音響光学効果によって、光導波路２２内を伝搬するＴＥモード光のうちの選択波長に対応する光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、モード変換されなかった非選択波長のＴＥモード光はＰＢＳ３２ａを通過して接続光路２Cに出力され、モード変換された選択波長のＴＭモード光はＰＢＳ３２ａで分岐される。接続光路２Cに出力されたＴＥモード光は、接続光路２C上の偏光回転部６によって偏波面が９０度回転された後にＰＢＳ５に戻される。
【００５７】
なお、各光導波路２１〜２３においてモード変換される各々の選択波長は、各ＩＤＴ４１〜４３に共通のＲＦ信号を印加する構成であっても、次に説明する選択波長ドップラーシフトや、基板１０の製造プロセスのばらつきに起因する固有の波長ずれによって、それぞれが僅かに異なる値となる。
ここで、選択波長ドップラーシフトについて説明する。
【００５８】
選択波長ドップラーシフトは、光導波路内の光の伝搬方向と、その光導波路に沿って伝わるＳＡＷの伝搬方向との関係によって、音響光学効果により偏波モード変換される光の波長が異なるようになる現象のことである。この現象は、通常よく知られたドップラーシフトと同じ原理で発生し、上記の場合には、光から見たＳＡＷの波長（周波数）が変化するものと考えることができる。したがって、例えば図１１に示すように、光の伝搬方向がＳＡＷの伝搬方向と同じ順方向であるならば光の感じるＳＡＷの波長が長くなり、逆方向であるならば光の感じるＳＡＷの波長が短くなる。このようなドップラーシフトの影響を受けた場合の選択波長λは、次の（１）式により表すことができる。
【００５９】
【数１】
0004128356.tif 000002
ただし、λ0はＳＡＷが静止しているとした場合の選択波長であり、νはＳＡＷの速度であり、ｃは光導波路内における光の平均速度である。
したがって、光とＳＡＷの伝搬方向を順方向とするか逆方向とするかの違いによって生じる選択波長差Δλは、次の（２）式により表すことができる。
【００６０】
【数２】
0004128356.tif 000003
図６に示したような３つのＡＯＴＦを従属ループ接続したリジェクション型の光波長可変フィルタ１では、各段のＡＯＴＦにおける選択波長が、上記のような選択波長ドップラーシフトによる選択波長差Δλに加えて、基板１０の製造プロセスのばらつきに起因する固有の波長ずれによっても相違することになる。この製造プロセスのばらつきに起因する波長ずれは、例えば、各段の光導波路２１〜２３の幅等の製造誤差により個々の基板に固有に発生する。
【００６１】
ところで、リジェクション型光フィルタの波長特性としては、例えば図１２（Ａ）の概念図に示すように、通過帯域から阻止帯域への透過率の変化が急峻であって、かつ、阻止帯域が所要の幅を持つような矩形的に変化するフィルタ特性が理想とされる。ＡＯＴＦの多段構成においては、基本的に、段数を増やすほど消光比の優れたフィルタ特性が得られるようになる。このとき各段の選択波長がすべて一致していると、図１２（Ｂ）の概念図に示すように、透過率が１点で最小となり阻止帯域の幅が狭くなる。リジェクション型光フィルタの阻止帯域としては、例えば、レーザ等の光源のスペクトル幅に対応する光信号の波長幅や、ＡＯＴＦの設定・制御誤差、光源の波長ゆらぎなどの条件を考慮して所要の幅を確保することが必要であって、上記図１２（Ｂ）のようなフィルタ特性としてしまうと、光信号波長やフィルタ設定等に僅かな変動が生じただけでも、所望の波長の光信号の通過を阻止できなくなる。
【００６２】
そこで、図６に示したリジェクション型光フィルタでは、製造プロセスのばらつきに起因する基板固有の波長ずれを考慮するとともに、選択波長ドップラーシフトによる選択波長差Δλを利用することにより、図１２（Ｃ）に示すように、各段のＡＯＴＦにおける選択波長を互いに僅かにずらして阻止帯域の所要の幅を確保するようにしている。
【００６３】
具体的に、製造プロセスのばらつきに起因する基板固有の波長ずれに関しては、同一周波数ｆのＳＡＷを伝搬光に対して順方向に与えたときの各光導波路２１，２２，２３に対応した選択波長をλ1F，λ2F，λ3Fとし、逆方向に与えたときの各光導波路２１，２２，２３に対応した選択波長をλ1R，λ2R，λ3Rとしたとき、基板固有の波長ずれは、例えば図１３（Ａ）〜（Ｃ）などに示すように様々なパターンが発生することになる。このような３段のＡＯＴＦの波長ずれパターンは、例えば選択波長λ1Rを基準にして、λ2R−λ1Rの値を横軸にとり、λ3R−λ1Rの値を縦軸にとって類型化すると、図１３（Ｄ）に示すような６つのパターンＰ１〜Ｐ６に分類することが可能である。
【００６４】
上述の図１２（Ｃ）に示したような各段で僅かにずれた選択波長が実現されるようにするためには、各パターンＰ１〜Ｐ６の波長ずれに対して、選択波長ドップラーシフトによる波長差との最適な組み合わせを決定する必要がある。この最適な組み合わせを決定する際には、前述の図９で説明したようなファイバアレイの品種を基板１０の両端側で同一にできる接続関係と、次に述べるような迷光の影響を抑圧する入出力の接続関係と、が同時に満たされる条件をも考慮することが望ましい。
【００６５】
同一基板上に集積化された複数の光デバイスを接続して使用する場合、基板入力部からの入力光は、その大部分が光デバイスを通過するものの、図６の点線矢印に示すように、一部が基板内に放射され迷光Ｓとして伝搬する。この迷光Ｓは、光デバイスを迂回して出力部に結合してしまう可能性があり、消光比の劣化等を引き起こすことになる。
【００６６】
このような入力側からの迷光Ｓの出力側への漏れ込み現象を効果的に抑えるためには、例えば、同一基板上の複数の光デバイスを従属接続して使用する場合、すべての光デバイスを通る光路の両端が基板の同一端面上に位置するような接続関係とするのがよい。このような接続関係の実現により、入力側からの迷光Ｓが出力側の光路内を伝搬する光に結合し難い構成となる。
【００６７】
上記のような迷光の影響を抑圧する入出力の接続関係をも含めて、前述した選択波長ドップラーシフト等のすべての条件を満足する最適な組み合わせは、図１３（Ｄ）の各パターンＰ１〜Ｐ６に対応させてそれぞれ決定することが可能であり、その結果をまとめたものを図１４に示しておく。
なお、図１４において、各基板の両端に表記した▲１▼〜▲６▼の数字は、各段のＡＯＴＦの接続順序を示したものである。また、各基板の上部に表記した「順順逆」等の文字は、図で基板の上段の光導波路を伝搬する光に対するＳＡＷの伝搬方向、中段の光導波路を伝搬する光に対するＳＡＷの伝搬方向および下段の光導波路を伝搬する光に対するＳＡＷの伝搬方向を、この順番に示したものである。さらに、基板の両端に接続する各ＰＡＮＤＡ型ファイバを同一品種のファイバアレイとしたときの各々の偏光軸の配置が断面図として各基板の左右側に表記してある。
【００６８】
図６に示した光波長可変フィルタの構成は、図１４においてパターンＰ１に該当する接続関係を具体的に例示したものであり、選択波長ドップラーシフトに関しては、接続光路２Bを介して与えられる光について、光導波路２１に対応する１段目のＡＯＴＦでのＳＡＷの伝搬方向が順方向となり、光導波路２３に対応する２段目のＡＯＴＦでのＳＡＷの伝搬方向が逆方向となり、光導波路２２に対応する３段目のＡＯＴＦでのＳＡＷの伝搬方向が順方向となるように、各段のＩＤＴ４１，４３，４２の配置が設定される。各段のＡＯＴＦには同一の周波数のＲＦ信号がＩＤＴに与えられているため、１段目および３段目の選択波長と２段目の選択波長との間には、上述の（２）式に対応した選択波長ドップラーシフトによる波長差が発生することになる。これにより、パターンＰ１の固有の波長ずれとの組み合わせによって、上述の図１２（Ｃ）に示したようなフィルタ特性が実現可能になる。
【００６９】
光波長可変フィルタ１において、ＰＢＳ５から接続光路２Cおよび偏光回転部６を介して基板１０のＰＢＳ３２ａに与えられたＴＥモード光は、前述の接続光路２Bを介して基板１０のＰＢＳ３１ａに与えられたＴＥモード光とは逆回りに各段のＡＯＴＦを順に通過し、すなわち、光導波路２２、ＰＢＳ３２ｂ、接続光路２23、ＰＢＳ３３ａ、光導波路２３、ＰＢＳ３３ｂ、接続光路２13、ＰＢＳ３１ｂ、光導波路２１およびＰＢＳ３１ａを順番に通過して接続光路２Bに出力され、偏波面が回転されることなくそのままの偏光状態でＰＢＳ５に戻される。なお、この逆回りの偏光の伝搬において、光導波路２２を伝搬する際にモード変換された選択波長に該当するＴＭモード光は、ＰＢＳ３２ｂでドロップ光として分岐されて第１モニタ部１００の光アイソレータ１０１Ｂに送られる。
【００７０】
各接続光路２B，２Cを介してＰＢＳ５に戻された偏波面の直交する各偏光は、ＰＢＳ５で合波された後に、接続光路２Aを介して光サーキュレータ４に送られ、ポート４ｂからポート４ｃを通って出力光路２OUTに出力される。
上記のようにして各接続光路２B，２Cからの偏光が基板１０上の従属ループ接続された３段のＡＯＴＦを双方向に伝搬する際、光導波路２１，２２の一端の各ＰＢＳ３１ａ，３２ａから発生する迷光Ｓが、基板１０の光入力側とは反対側の端面に向けて伝搬することになる。しかし、基板１０の同一端面上に位置するＰＢＳ３１ａ，３２ａに各接続光路２B，２Cがそれぞれ接続されているため、入力側からの迷光Ｓの出力側への漏れ込み現象が抑圧されるようになっている。
【００７１】
また、光波長可変フィルタ１において、ＰＢＳ３１ｂ，３２ｂで分岐された各ドロップ光は、第１モニタ部１００の各光アイソレータ１０１Ａ，１０１Ｂを通過して各受光器１０２Ａ，１０２Ｂでそれぞれ電気信号に変換され、回路１０３で合算されてモニタ信号Ｍ１としてＲＦ信号制御部３００に送られる。ＲＦ信号制御部３００では、モニタ信号Ｍ１に基づいてドロップ光のピーク波長が検出され、第２モニタ部２００のモニタ結果を基に予め設定された制御値（選択波長）に対する波長ずれ量が求められる。
【００７２】
ＲＦ信号制御部３００において、モニタ信号Ｍ１を基にドロップ光のピーク波長を検出する方法としては、例えば、各段のＩＤＴ４１〜４３に共通に印加するＲＦ信号の周波数ｆにディザリングを加える方法などが好適である。具体的には、ＲＦ信号の最適周波数ｆを例えば１７０ＭＨｚに設定した場合、ディザリングの周波数Δｆとして４ｋＨｚ等を設定し、周波数がｆ±Δｆの範囲で変動するＲＦ信号を各ＩＤＴ４１〜４３に印加するようにする。これにより、各段のＡＯＴＦでモード変換される選択波長もディザリングの周波数Δｆに対応して変動するようになる。したがって、第１モニタ部１００でモニタされるモニタ信号Ｍ１にもディザリングに対応した周波数成分が含まれるようになり、検波した周波数成分を利用して実際のドロップ光のピーク波長を検出することが可能になる。
【００７３】
ここで、ＲＦ信号の周波数にディザリングを加える場合には、前述の図１２（Ｃ）に示したような阻止帯域について、その中心部分に選択波長が位置するようなＡＯＴＦ段からドロップ光を引き出し、第１モニタ部１００でモニタするのが望ましい。これは、例えば阻止帯域の端部に選択波長が位置するＡＯＴＦ段からのドロップ光をモニタするようにしたとすると、ディザリングにより変動するドロップ光の波長が透過率の急峻に変化する波長領域に達し、第１モニタ部１００でモニタされるドロップ光のレベルが大きく変化するようになり、ドロップ光のピーク波長を正確に検出できなくなる可能性があり、このような状況を回避して安定したピーク波長検出を実現するために有効な設定である。
【００７４】
図６の構成では、基板１０上の各光導波路２１〜２３に対応した阻止波長（選択波長）の設定が、図１５に示すような関係になっている。このため、接続光路２Bを介して基板１０に与えられ光導波路２１，２３，２２の順に伝搬する光に対しては、図で太線に示すような阻止波長の関係より、阻止帯域の略中心に位置する波長λ1Fに対応した光導波路２１におけるドロップ光をモニタするようにする。また、接続光路２Cを介して基板１０に与えられ光導波路２２，２３，２１の順に伝搬する光に対しては、図で細線に示すような阻止波長の関係より、波長λ2Rに対応した光導波路２２におけるドロップ光をモニタするようにする。
【００７５】
上記のようにして検出したドロップ光のピーク波長を基に、ＲＦ信号制御部３００では、第２モニタ部２００のモニタ結果を基に予め設定された制御値（選択波長）に対する波長ずれ量が求められ、その波長ずれ量に応じてＲＦ信号の周波数を補正する制御信号が生成されてＲＦ信号生成回路４０に出力される。そして、ＲＦ信号生成回路４０では、ＲＦ信号制御部３００からの制御信号に従って、ＲＦ信号の周波数ｆが補正され、そのＲＦ信号が各段のＩＤＴ４１〜４３に共通に印加される。これにより、温度変化や経時劣化等によってフィルタ特性に変化が生じた場合でも、ＲＦ信号の周波数がトラッキング制御されることで所望の波長の光の通過を確実に安定して阻止することが可能になる。
【００７６】
さらに、ここでは立ち上げ時や設定の変更時などに、基板１０上の従属ループ接続されたＡＯＴＦの制御値を予め検出する処理が、第２モニタ部２００からのモニタ信号Ｍ２に基づいてＲＦ信号制御部３００により実行される。第２モニタ部２００では、基板１０上の従属接続された３段のＡＯＴＦと同一のパラメータで動作するモニタ用ＡＯＴＦを通過した光がモニタされる。すなわち、入力光路２IN上の光カプラ２０１からの分岐光がＰＢＳ２０２で偏光分離され、一方の偏光が接続光路２Gを介して基板１０の光導波路２２１上のＰＢＳ２３１ａにＴＥモード光として与えられて、光導波路２２１内をＰＢＳ２３１ｂに向けて伝搬する。このとき、ＩＤＴ２４１で発生しＳＡＷガイド２５１を伝搬するＳＡＷの音響光学効果によって、光導波路２２１内を伝搬するＴＥモード光のうちの選択波長に対応する光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、各モードの光がＰＢＳ２３１ｂに到達すると、モード変換された選択波長のＴＭモード光がＰＢＳ２３１ｂを通過し、接続光路２Iを介してＰＢＳ２０４に送られる。
【００７７】
また、ＰＢＳ２０２で偏光分離された他方の偏光は、偏光回転部２０３によって偏波面が９０度回転された後に接続光路２Hを介して基板１０の光導波路２２２上のＰＢＳ２３２ｂにＴＥモード光として与えられて、光導波路２２２内をＰＢＳ２３２ａに向けて伝搬する。このとき、ＩＤＴ２４２で発生しＳＡＷガイド２５２を伝搬するＳＡＷの音響光学効果によって、光導波路２２２内を伝搬するＴＥモード光のうちの選択波長に対応する光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、各モードの光がＰＢＳ２３２ａに到達すると、モード変換された選択波長のＴＭモード光がＰＢＳ２３２ａを通過し、偏光回転部２０５によって偏波面が９０度回転された後に接続光路２Jを介してＰＢＳ２０４に送られる。
【００７８】
ＰＢＳ２０４では、各接続光路２I，２Jからの偏波面が直交する偏光を合波して受光器２０６に送り、受光器２０６ではＰＢＳ２０４からのモニタ光を電気信号に変換し、モニタ信号Ｍ２としてＲＦ信号制御部３００に出力する。
ＲＦ信号制御部３００では、立ち上げ時や設定の変更時などに、ＲＦ信号の周波数を所要の範囲で掃引させる制御信号が生成されて、ＲＦ信号生成回路４０に出力される。そして、掃引された各周波数のＲＦ信号にそれぞれ対応させて、基板１０上のモニタ用ＡＯＴＦで実際に選択される光の波長が、第２モニタ部２００からのモニタ信号Ｍ２に基づいて検出され、その検出結果に従って、所望の選択波長に対応したＲＦ信号の周波数が判断されて、立ち上げ時または設定変更時の制御値として初期設定される。
【００７９】
この第２モニタ部２００のモニタ信号Ｍ２を基に設定される制御値は、主信号光の処理を行う従属接続されたＡＯＴＦと同一の制御パラメータ（ＲＦ信号の周波数）で動作するモニタ用ＡＯＴＦを実際に通過した光の波長に従って決定されるため、異なる制御パラメータで動作するモニタデバイスを用いて得られる値に比べて、非常に高い精度を得ることができる。ＯＸＣ装置やＯＡＤＭ装置等に利用される光波長可変フィルタにおいては、通過させなければならない波長の光が誤って遮断されるとサービスの中断を招くことになるため、制御パラメータはその初期値から高い精度が要求される。したがって、上記のような第２モニタ部２００のモニタ結果に基づいたＲＦ信号の制御機能を光波長可変フィルタに設けることは非常に有用である。
【００８０】
上述したように光波長可変フィルタ１の制御装置３ａによれば、第２モニタ部２００のモニタ信号Ｍ２を基に設定される制御値を用いて、基板１０上の従属ループ接続された各ＡＯＴＦに与えるＲＦ信号の周波数が制御されるようにしたことで、光波長可変フィルタ１の立ち上げ時や設定の変更時などにおいても、その直後から、各ＡＯＴＦにおける選択波長が最適な値に調整されるようになるため、光波長可変フィルタ１の所望のフィルタ特性を保証することが可能になる。
【００８１】
なお、上記の実施例においては、光デバイスの具体例としてＡＯＴＦを用いる場合を示したが、本発明における光デバイスはＡＯＴＦに限定されるものではない。
例えば、電気光学効果を利用して所望の波長の光信号を選択する電気光学チューナブルフィルタ（ＥＯＴＦ）を本発明における光デバイスとしてもよい。このＥＯＴＦは、例えば電気光学効果を有する基板上に形成された光導波路に沿って所定形状の電極を配置し、所要の電圧を電極に印加する発生する電界に基づく電気光学効果によって所望の波長の光信号のみを選択分離する光波長フィルタである。
【００８２】
また例えば、熱光学効果を利用した光デバイスに本発明による制御方式を適用してもよい。熱光学効果を利用した光デバイスの一例としては、熱光学型スイッチ（Thermo-Optic Switch ；ＴＯスイッチ）などがある。このＴＯスイッチは、具体的には、例えばシリコン基板等に形成した２本の光導波路上に、電流の印加により発熱する薄膜ヒータを設け、各薄膜ヒータにより各々の光導波路に異なる熱を与えることで、各光導波路の屈折率が熱光学効果によってそれぞれ変化して、各光導波路を伝搬する光の位相が変化するようになるので、それぞれの光導波路の合流点での光の干渉状態を各薄膜ヒータで与える熱でコントロールすることにより、入力光のスイッチングを行う光デバイスである。
【００８３】
さらに例えば、マイクロマシン（ＭＥＭＳ）技術を応用して作製したいわゆるＭＥＭＳミラーを用いた光デバイスに本発明による制御方式を適用しても構わない。このＭＥＭＳミラーを用いた光デバイスは、具体的には、例えばトーションバーにより支持され上面にミラーが形成された可動板をシリコン基板に一体に設け、その可動板を電磁力によりトーションバーを軸にして回動させることでミラーの振角を可変制御することによって、光路の切り換え等を行うことが可能な光デバイスである。
【００８４】
上記のような本発明の制御方式を適用可能な各種の光デバイスについても、上述した実施例におけるＡＯＴＦの場合と同様にして、主信号用光デバイスとモニタ用光デバイスとを同一基板に集積化することができ、より高い精度の制御を実現することが可能である。
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。
【００８５】
（付記１）  信号光を処理する光デバイスについて、前記信号光に対応して設定される関係を実現可能な特性が得られるように動作設定を制御する制御方法であって、
前記光デバイスに入力される信号光の一部をモニタ光として分岐し、
前記光デバイスと同一の制御パラメータに従って動作するモニタ用光デバイスで前記分岐したモニタ光を処理し、
該モニタ用光デバイスで処理したモニタ光を受光し、
該受光したモニタ光と、前記信号光の波長および光パワーの少なくとも一方との関係を検出し、
該検出した関係に基づいて、前記光デバイスの特性が前記信号光に対応して設定される関係を実現可能なものとなるように、前記光デバイスの制御パラメータを調整して動作設定を制御することを特徴とする光デバイスの制御方法。
【００８６】
（付記２）  付記１に記載の光デバイスの制御方法であって、
前記モニタ用光デバイスの制御パラメータを予め設定した範囲内で掃引し、
該制御パラメータの掃引により特性が変化するモニタ用光デバイスによって処理したモニタ光を受光し、該受光したモニタ光と前記信号光の波長および光パワーの少なくとも一方との関係を、前記モニタ用光デバイスの特性の変化に対応させてそれぞれ検出することを特徴とする光デバイスの制御方法。
【００８７】
（付記３）  付記１に記載の光デバイスの制御方法であって、
前記モニタ光と信号光の波長および光パワーの少なくとも一方との関係を、前記制御パラメータについての関係に変換して、前記光デバイスの動作設定を制御することを特徴とする光デバイスの制御方法。
【００８８】
（付記４）  付記１に記載の光デバイスの制御方法であって、
前記モニタ用光デバイスによって処理したモニタ光に基づいて、前記光デバイスから出力され得る信号光についての波長、光パワーおよび光信号対雑音比の少なくとも１つを判断することを特徴とする光デバイスの制御方法。
【００８９】
（付記５）  信号光を処理する光デバイスについて、前記信号光に対応して設定される関係を実現可能な特性が得られるように動作設定を制御する制御装置であって、
前記光デバイスに入力される信号光の一部をモニタ光として分岐する分岐部と、
前記光デバイスと同一の制御パラメータに従って動作し、前記分岐部で分岐されたモニタ光を処理するモニタ用光デバイスと、
該モニタ用光デバイスで処理されたモニタ光を受光する受光部と、
該受光部で受光されたモニタ光と、前記信号光の波長および光パワーの少なくとも一方との関係を検出する検出部と、
該検出部で検出された関係に基づいて、前記光デバイスの特性が前記信号光に対応して設定される関係を実現可能なものとなるように、前記光デバイスの制御パラメータを調整して動作設定を制御する制御部と、を備えて構成されることを特徴とする光デバイスの制御装置。
【００９０】
（付記６）  付記５に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記モニタ用光デバイスの制御パラメータを予め設定した範囲内で掃引する掃引部を備え、
前記検出部が、前記受光部で受光されたモニタ光と前記信号光の波長および光パワーの少なくとも一方との関係を、前記モニタ用光デバイスの特性の変化に対応させてそれぞれ検出することを特徴とする光デバイスの制御装置。
【００９１】
（付記７）  付記５に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記制御部は、前記検出部で検出された関係を前記制御パラメータについての関係に変換して、前記光デバイスの動作設定を制御することを特徴とする光デバイスの制御装置。
【００９２】
（付記８）  付記５に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記検出部は、前記受光部で受光されたモニタ光に基づいて、前記光デバイスから出力され得る信号光についての波長、光パワーおよび光信号対雑音比の少なくとも１つを判断することを特徴とする光デバイスの制御装置。
【００９３】
（付記９）  付記５に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記光デバイスおよび前記モニタ用光デバイスが、同一基板上に形成されることを特徴とする光デバイスの制御装置。
【００９４】
（付記１０）  付記５に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記光デバイスおよび前記モニタ用光デバイスが、音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）であることを特徴とする光デバイスの制御装置。
【００９５】
（付記１１）  付記５に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記光デバイスおよび前記モニタ用光デバイスが、電気光学チューナブルフィルタ（ＥＯＴＦ）であることを特徴とする光デバイスの制御装置。
【００９６】
（付記１２）  付記５に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記光デバイスおよび前記モニタ用光デバイスが、熱光学効果を利用した光デバイスであることを特徴とする光デバイスの制御装置。
【００９７】
（付記１３）  付記５に記載の光デバイスの制御装置であって、
前記光デバイスおよび前記モニタ用光デバイスが、マイクロマシン（ＭＥＭＳ）技術を応用して作製したＭＥＭＳミラーを用いた光デバイスであることを特徴とする光デバイスの制御装置。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる光デバイスの制御装置によれば、信号光の処理を行う光デバイスと同一の機能を有するモニタ用光デバイスが別途設けられ、該モニタ用光デバイスでの制御パラメータの調整により所望の特性が得られる制御パラメータが求められた後に、主信号用の光デバイスの制御パラメータの制御が行われるようになるため、光デバイスの動作立ち上げ時や設定の変更時などにおいても、制御開始直後から、光デバイスの特性を高い精度で制御することができ、信号光に対応して設定される関係を実現可能な特性を確実に得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光デバイスの制御装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明にかかる光デバイスの制御装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図３】本発明にかかる光デバイスの制御装置の第３実施形態を示す構成図である。
【図４】第３実施形態におけるモニタ光の一例を示す図である。
【図５】本発明にかかる光デバイスの制御装置の第４実施形態を示す構成図である。
【図６】本発明にかかる光デバイスの制御装置のより具体的な実施例を示す構成図である。
【図７】図６の光波長可変フィルタにおける接続光路の直交接続を説明する図である。
【図８】図６の光波長可変フィルタにおける基板の端面形状の一例を示す図である。
【図９】図６の光波長可変フィルタにおいて基板端面に接続されるファイバアレイ構造の一例を示す図である。
【図１０】偏波保持ファイバの偏波モード間干渉を説明するための図である。
【図１１】ＡＯＴＦにおける選択波長ドップラーシフトを説明するための図である。
【図１２】リジェクション型光フィルタのフィルタ特性を説明する概念図であって、（Ａ）は理想的なフィルタ特性、（Ｂ）は多段構成において選択波長が一致したときのフィルタ特性、（Ｃ）は選択波長が互いに異なるときのフィルタ特性を示す図である。
【図１３】３段のＡＯＴＦを集積化した基板に固有の選択波長ずれを説明するための図であって、（Ａ）〜（Ｃ）は波長ずれパターンの例示図、（Ｄ）は波長ずれパターンを類型化した図である。
【図１４】図１３の波長ずれパターンに応じて、選択波長ドップラーシフトの影響等を考慮した最適な接続関係をまとめた模式図である。
【図１５】図６の光波長可変フィルタにおいて設定された各段の選択波長の関係を示す図である。
【符号の説明】
１    主信号用光デバイス
３，３’，３”，３’’’，３ａ    制御装置
３Ａ    光カプラ
３Ｂ    モニタ用光デバイス
３Ｃ    受光器
３Ｄ，３Ｄ’    検出回路
３Ｅ    制御回路
３Ｆ    掃引回路
１０    基板
２IN    入力光路
２OUT    出力光路
２12，２23，２13，２A〜２J    接続光路
４    光サーキュレータ
５，３１ａ〜３３ａ，３１ｂ〜３３ｂ，２０２，２０４，２３１ａ，２３２ａ，２３１ｂ，２３２ｂ    偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
６，２０３，２０５    偏光回転部
２１〜２３，２２１，２２２    光導波路
４０    ＲＦ信号生成回路
４１〜４３，２４１，２４２    櫛形電極（ＩＤＴ）
５１〜５３，２５１，２５２    ＳＡＷガイド
１００    第１モニタ部
２００    第２モニタ部
３００    ＲＦ信号制御部
Ｃ    直交接続部
【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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