(57)【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複数の共振器を含む多重共振器と、前記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、
前記光検出部は、前記複数の共振器の少なくとも二つ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、
前記制御部は、前記複数の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２】
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及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１記載の波長可変光源。
【請求項３】
前記複数の共振器は第一乃至第三のリング共振器であり、
前記複数の受光素子は、前記第一乃至第三のリング共振器のそれぞれのスルーポートに設けられた第一乃至第三の受光素子であり、
前記複数の光可変部は、前記第一のリング共振器に設けられた第一のヒータと、前記第二のリング共振器に設けられた第二のヒータとであり、
前記複数組み合わせ作成手段は、前記第一及び第二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及び前記第一の組み合わせに従って前記第一及び第二のヒータを制御して、前記第一乃至第三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２記載の波長可変光源。
【請求項４】
前記複数組み合わせ作成手段は、前記第一及び第二のヒータ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）及び（ｘ１，ｙ１−ΔＰ）を作成する機能を有し、
前記第二組み合わせ抽出手段は、これらの八通りの組み合わせ及び前記第一の組み合わせに従って前記第一及び第二のヒータを制御して、前記第一乃至第三の受光素子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と前記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）を新たな前記第一の組み合わせとし、前記電力振り幅ΔＰの半分の値ΔＰ／２を新たな電力振り幅とし、これらの新たな第一の組み合わせ及び新たな電力振り幅を前記複数組み合わせ作成手段へ出力する波長切替機能を有し、
前記光可変部制御手段は、前記新たな電力振り幅が一定値以下になったときに前記複数組み合わせ作成手段、前記第二組み合わせ抽出手段及び前記第一組み合わせ作成手段の動作を終了させる波長切替機能を有する動作終了判定手段を更に備え、
前記第一の組み合わせ（ｘ１，ｙ１）の初期値は、前記多重リング共振器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、
ことを特徴とする請求項３記載の波長可変光源。
【請求項５】
前記光可変部制御手段は、前記動作終了判定手段によって前記複数組み合わせ作成手段、前記第二組み合わせ抽出手段及び前記第一組み合わせ作成手段の動作が終了した後に、前記第一の組み合わせ（ｘ１，ｙ１）の初期値を（ｘ１0，ｙ１0）とし、前記電力振り幅ΔＰの初期値よりも小さい電力値をΔｐとしたとき、前記第二の組み合わせの各投入電力の値と前記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、前記電力振り幅ΔＰの初期値を新たな電力振り幅とし、これらの新たな第一の組み合わせ及び新たな電力振り幅を前記複数組み合わせ作成手段へ出力する再収束判定手段を更に備えた、
ことを特徴とする請求項４記載の波長可変光源。
【請求項６】
前記第一組み合わせ作成手段は、前記波長切替機能とは別に、前記第二の組み合わせの各投入電力の値と前記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）を新たな前記第一の組み合わせとし、この新たな第一の組み合わせを前記複数組み合わせ作成手段へ出力する定常状態機能を有し、
前記動作終了判定手段は、前記波長切替機能とは別に、前記複数組み合わせ作成手段、前記第二組み合わせ抽出手段及び前記第一組み合わせ作成手段の動作を繰り返し実行させる定常状態機能を有する、
ことを特徴とする請求項４又は５記載の波長可変光源。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の波長可変光源と、
この波長可変光源の前記制御部を除く部分の温度を一定に保つ温度調節部と、
この温度調節部及び前記波長可変光源の前記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前記温度調節部及び前記波長可変光源の前記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、
前記波長可変光源から出射された光を前記ケースの外へ導く光導通部と、
を備えたことを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
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共振器を含む多重共振器と、前記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へ出射する光入出力部と備えた波長可変光源に対して、前記複数の受光素子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方法であって、
前記複数の受光素子で検出された前記光パワーの和を求め、こ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、
ことを特徴とする波長可変光源の制御方法。
【請求項９】
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際に、
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し、
これらの複数の組み合わせ及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し、
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、前記複数の組み合わせを作成することから再び新たな前記第一の組み合わせを求めることまでを繰り返す、
ことを特徴とする請求項８記載の波長可変光源の制御方法。
【請求項１０】
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共振器を含む多重共振器と、前記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へ出射する光入出力部と備えた波長可変光源に対して、前記複数の受光素子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コンピュータで制御するための制御プログラムであって、
前記複数の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、
を前記コンピュータに機能させることを特徴とする波長可変光源の制御プログラム。
【請求項１１】
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及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、
を有することを特徴とする請求項１０記載の波長可変光源の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送システム等に用いられ、多重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等に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６は、特許文献１に開示された波長可変光源を示す平面図である（一部をブロック図で示す。）。図１７は、図１６の波長可変光源において波長を変える制御方法を示すグラフである。以下、これらの図面に基づき説明する。
【０００３】
多重リング共振器１２０は、互いに異なる光路長を有するリング状導波路からなるとともに方向性結合器１２４〜１２７及び導波路１２８，１２９を介して連結されたリング共振器１２１〜１２３と、リング共振器１２１に方向性結合器１１１を介して一端が接続された入出力側導波路１１２と、リング共振器１２３に方向性結合器１１３を介して一端が接続された反射側導波路１１４と、リング共振器１２１〜１２３、入出力側導波路１１２及び反射側導波路１１４が形成されたＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit）基板１１５と、反射側導波路１１４の他端には設けられた高反射膜１１６とを備えている。
【０００４】
波長可変光源１００は、多重リング共振器１２０と、入出力側導波路１１２の他端に光入出力端１１７ｂが接続されたＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier：半導体光増幅器）１１７と、多重リング共振器１２０の共振波長を変化させる膜状のヒータ１２２ｈ，１２３ｈと、方向性結合器１１１のスルーポート１１１ｔにおいて多重リング共振器１２０の共振波長を検出する受光素子１２１ｐと、受光素子１２１ｐで検出された光パワーに基づいてヒータ１２２ｈ，１２３ｈの投入電力を制御する制御部１１８とを備えている。制御部１１８は、位相制御領域１１７ａ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。
【０００５】
多重リング共振器１２０において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１２１〜１２３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１２２，１２３の温度特性を利用して、ヒータ１２２ｈ，１２３ｈの投入電力を制御することにより、多重リング共振器１２０の共振波長を変化させることが可能である。このように、波長可変光源１００では、円周の僅かに異なるリング共振器１２１〜１２３を三個直列に接続して多重リング共振器１２０を構成し、これにより発生するバーニア効果を利用している。
【０００６】
また、多重リング共振器１２０において共振波長が得られたとき、受光素子１２１ｐで検出される光パワーが最低となる。そこで、制御部１１８は、図１７に示すように、ヒータ１２２ｈ，１２３ｈへの投入電力を制御して波長を正弦波状に変化させ、そのときの受光素子１２１ｐで得られた光電流の振幅が最小となる波長を探す。この波長が、図１７から明らかなように、求める共振波長である。
【０００７】
図１８は、特許文献１に開示された他の波長可変光源を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１６と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【０００８】
この波長可変光源１３３では、受光素子１２１ｐが、全てのスルーポートから光を導くように構成されている。すなわち、受光素子１２１ｐは、リング共振器１２１と入出力側導波路１１２とを結ぶ方向性結合器１１１のスルーポート１１１ｔを通る光と、リング共振器１２１と導波路１２８とを結ぶ方向性結合器１２４のスルーポート１２４ｔを通る光と、リング共振器１２２と導波路１２９とを結ぶ方向性結合器１２６のスルーポート１２６ｔを通る光と、リング共振器１２２と導波路１２４とを結ぶ方向性結合器１２５のスルーポート１２５ｔを通る光と、リング共振器１２３と反射側導波路１１４とを結ぶ方向性結合器１１３のスルーポート１１３ｔを通る光と、リング共振器１２３と導波路１２９とを結ぶ方向性結合器１２７のスルーポート１２７ｔを通る光と、の和を検出する。この場合も、受光素子１２１ｐで検出された光パワーが最小になるようにヒータ１２２ｈ，１２３ｈの投入電力を制御する。このように、引用文献１には、リング共振器１２１〜１２３のスルーポートから出力された光を光学的に足し合わせて、一つの受光素子１２１ｐに照射する技術が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２４５３４６号公報（図１、図６、図１３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された波長可変光源では、次のような問題があった。
図１６の波長可変光源１００では、リング共振器１２１のスルーポート１１１ｔから出力された光のみを、一つの受光素子１２１ｐに照射している。この場合、受光素子１２１ｐの光電流の振幅を最小とするヒータ１２２ｈ，１２３ｈの投入電力値は、ＳＯＡ１１７の出力光を最大とするヒータ１２２ｈ，１２３ｈの投入電力値から少しずれることが、実験により明らかとなった。したがって、受光素子１２１ｐの光電流の振幅が最小となるようにヒータ１２２ｈ，１２３ｈへの投入電力を制御したのでは、ＳＯＡ１１７の出力光を最大にすることが難しい。
【００１１】
一方、図１８の波長可変光源１３３では、リング共振器１２１〜１２３のスルーポート１１１ｔ，…から出力された光を光学的に足し合わせて、一つの受光素子１２１ｐに照射している。この場合は、受光素子１２１ｐの光電流の振幅を最小とするヒータ１２２ｈ，１２３ｈへの投入電力値は、ＳＯＡ１１７の出力光を最大とするヒータ１２２ｈ，１２３ｈへの投入電力値に一致することが、実験的に確認された。しかし、リング共振器１２１〜１２３のスルーポート１１１ｔ，…から出力された光を光学的に足し合わせるときに干渉縞が生じるため、受光素子１２１ｐの受光面で光の分布にバラツキが生じ、これにより光電流の精度が低下してしまう。この干渉縞の影響を少なくするために受光面の大きい受光素子を使うことは、装置の大型化及び高価格化を招くという別の問題を生じる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、複数の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際に、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、波長可変光源等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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共振器を含む多重共振器と、前記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ものである。そして、本発明に係る波長可変光源において、前記光検出部は、前記複数の共振器の少なくとも二つ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、前記制御部は、前記制御部は、前記複数の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。
【００１４】
本発明に係る光モジュールは、本発明に係る波長可変光源と、この波長可変光源の前記制御部を除く部分の温度を一定に保つ温度調節部と、この温度調節部及び前記波長可変光源の前記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前記波長可変光源及び前記温度調節部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、前記波長可変光源から出射された光を前記ケースの外へ導く光導通部と、を備えたものである。
【００１５】
本発明に係る波長可変光源の制御方法は、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共振器を含む多重共振器と、前記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へ出射する光入出力部と備えた波長可変光源に対して、前記複数の受光素子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方法である。そして、本発明に係る波長可変光源の制御方法は、前記複数の受光素子で検出された前記光パワーの和を求め、こ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、ことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る波長可変光源の制御プログラムは、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共振器を含む多重共振器と、前記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へ出射する光入出力部と備えた波長可変光源に対して、前記複数の受光素子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コンピュータで制御するためのものである。そして、本発明に係る波長可変光源の制御プログラムは、前記複数の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、を前記コンピュータに機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数の共振器のスルーポートから出力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際に、各スルーポートにそれぞれ受光素子を設け、これらの受光素子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、干渉縞による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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明に係る波長可変光源の第一実施形態を示す平面図である（一部をブロック図で示す。）。以下、この図面に基づき説明する。
【００１９】
本実施形態の波長可変光源１０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。
【００２０】
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を制御する機能を有する。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。受光素子２１ｐ〜２３ｐから出力された電気信号の和は、オペアンプ回路などによってアナログ的に求めてもよいし、後述するようにＡ／Ｄ変換器及びマイクロコンピュータによりディジタル的に求めてもよい。
【００２１】
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及び導波路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及び反射側導波路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。
【００２２】
リング共振器２１〜２３は例えばＰＬＣ技術で形成されており、リング状導波路等の各種導波路は、例えば、シリコン基板やガラス基板上に石英系ガラスを堆積した石英系ガラス導波路や、強誘電体材料（リチウムナイオベートなど）を薄膜化した強誘電体系導波路などで形成されている。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。このようなＳＯＡ１７は、一般的なものであるので、その構造及び動作原理についての説明を省略する。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５２（図１５）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（International Telecommunication Union）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、図示しない無反射膜を介して、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。
【００２３】
次に、波長可変光源１０の動作を説明する。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。また、方向性結合器１１，２５，２６のスルーポート１１ｔ，２５ｔ，２６ｔ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，２６ｔ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。
【００２４】
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。このように、本実施形態では、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。
【００２５】
リング共振器２１〜２３の円周長（すなわち光路長）をそれぞれ４０００μｍ、４４００μｍ、４０４０μｍとしたとき、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１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。
【００２６】
制御部１８は、例えばＤＳＰなどのマイクロコンピュータ及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。
【００２７】
図２は、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３及び図４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５及び図６は、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である。以下、図１乃至図６に基づき説明する。
【００２８】
図２乃至図６のデータは、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。位相制御領域１７ａへの通電量の制御には、例えば前述した図１７に示す方法を用いる。
【００２９】
図２は、製造直後の波長可変光源１０の発振波長とヒータ２３ｈ，２２ｈへの投入電力との関係の一例を示す。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２は、粗調整用のヒータ２３ｈ及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。
【００３０】
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。
【００３１】
図３及び図４は、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１０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３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。図４では、ＳＯＡ１７から波長可変光源１０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３及び図４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３及び図４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。
【００３２】
こ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。この特性を利用して投入電力条件を最適化する。
【００３３】
図５及び図６は、ヒータ２２ｈ，２３ｈへの投入電力の最適値からのズレと光出力及び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及び図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、リング共振器２２，２３の波長を同じだけ増減し、リング共振器２１の波長を動かさない操作をいう。図６に示す（＋−０）方向とは、リング共振器２２，２３の波長を反対に動かして、リング共振器２１の波長を動かさない操作をいう。
【００３４】
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。
【００３５】
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、干渉縞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。
【００３６】
図７は、図１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。以下、この図面に基づき説明する。
【００３７】
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。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はＲＡＭ４３に格納されているプログラムの命令を一つずつ取り出して解読し実行する。ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、入出力インタフェース４４等を備えている。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及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。図示しないが、制御部１８は、位相制御領域１７ａ（図１）やペルチェ素子５２（図１５）を制御する機能も有している。
【００３８】
図８は、図１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。以下、図１、図８乃至図１０に基づき説明する。
【００３９】
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。
【００４０】
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、複数の組み合わせ及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。
【００４１】
ここで、図１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。第二組み合わせ抽出手段３２は、複数の組み合わせ及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。
【００４２】
このときの各手段は、更に次のように具体化してもよい。
【００４３】
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）及び（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及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。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及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及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。
【００４４】
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及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及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。
【００４５】
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及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。
【００４６】
次に、本実施形態の波長可変光源１０の効果について、図１６及び図１７に示す波長可変光源１００と比較しつつ説明する。
【００４７】
図１６及び図１７に示す波長可変光源１００では、ヒータ１２２ｈ，１２３ｈの投入電力を両方とも同時に正弦波状に変化させることができない。それは、どちらの投入電力が光電流の振幅に影響するのか、わからなくなるからである。そのため、一方のヒータの投入電力を一定にして、他方のヒータの投入電力を正弦波状に変化させ、光電流の振幅が最小となる投入電力値及びそのときの光電流値を取得する。続いて、一方のヒータの投入電力を少し変えて一定にし、同じように他方のヒータの投入電力を正弦波状に変化させる。これを何回も繰り返して、ヒータ１２２ｈ，１２３ｈの投入電力と光電流との関係を示す三次元マップを作成し、そのマップの中から光電流が最も小さくなるヒータ１２２ｈ，１２３ｈの投入電力値を選択する。このように、図１７に示す制御方法では、網羅的に投入電力を変化させる処理が必要となるので、最適な投入電力値を得るまでに時間がかかる。具体的に言えば、ヒータ１２３ｈの投入電力をｘ座標、ヒータ１２２ｈの投入電力をｙ座標とし、ヒータ１２３ｈの投入電力の可変幅を（ｘ2−ｘ1）、ヒータ１２２ｈの投入電力の可変幅を（ｙ2−ｙ1）とすると、（ｘ2−ｘ1）×（ｙ2−ｙ1）の多くの領域について投入電力を変化させる処理が必要となる。
【００４８】
これに対し、本実施形態によれば、ヒータ２３ｈ，２２ｈ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し、複数の組み合わせ及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とし、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、これらの動作を繰り返している。これは、ヒータ２３ｈの投入電力をｘ座標、ヒータ２２ｈの投入電力をｙ座標とすると、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ていることに他ならない。したがって、図１７に示す制御方法に比べて、投入電力を変化させる回数が少なくて済むので、最適な投入電力値を得るまでの時間が短縮される。具体的に言えば、ヒータ２３ｈの投入電力の可変幅を（ｘ2−ｘ1）、ヒータ２２ｈの投入電力の可変幅を（ｙ2−ｙ1）とすると、（ｘ2−ｘ1）×（ｙ2−ｙ1）のごく一部の領域について投入電力を変化させればよい。
【００４９】
次に、図１１乃至図１３に基づき、図８の制御部による動作の具体例を説明する。これらの動作は、制御部１８の各手段としてマイクロコンピュータ４０を機能させるためのプログラムによって実現することができる。図１１は、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。以下、図１、図８乃至図１１に基づき説明する。
【００５０】
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）及び（ｘ１，ｙ１−ΔＰ）を作成する（ステップ１０２）。
【００５１】
続いて、八通りの組み合わせ及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）。
【００５２】
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）。
【００５３】
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及び新たな電力振り幅を持って、ステップ１０２へ戻る。
【００５４】
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。
【００５５】
図１２は、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。以下、図１、図８乃至図１２に基づき説明する。
【００５６】
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）及び（ｘ１，ｙ１−ΔＰ）を作成する（ステップ１１２）。
【００５７】
続いて、八通りの組み合わせ及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）。
【００５８】
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。
【００５９】
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）。
【００６０】
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。
【００６１】
図１３は、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。以下、図１、図８乃至図１３に基づき説明する。
【００６２】
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。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及び新たな電力振り幅を持って、ステップ１０２へ進む。
【００６３】
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。
【００６４】
なお、本発明に係る制御方法は波長可変光源１０の動作そのものであり、本発明に係る制御プログラムは制御部１８の各手段としてマイクロコンピュータ４０を機能させためのものである。
【００６５】
図１４は、本発明に係る波長可変光源の第二実施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００６６】
本実施形態の波長可変光源６０は、互いに異なる光路長Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2を有するとともに互いに連結された複数の共振器６１，６２，６３を含む多重共振器６４と、共振器６１，６２，６３からスルーポート６１ｔ，６２ｔ，６３ｔ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６１ｄ，６２ｄ，６３ｄ、共振器６２，６３に独立に作用して多重共振器６４の透過率を変化させる光可変部６２ｈ，６３ｈと、多重共振器６４へ光を供給するとともに多重共振器６４から戻って来た光を外へ出射する光入出力部としてのＳＯＡ６５と、受光素子６１ｄ，６２ｄ，６３ｄで検出された光パワーに基づいて光可変部６２ｈ，６３ｈを制御する制御部６６とを備えている。受光素子６１ｄ，６２ｄ，６３ｄは、スルーポート６１ｔ，６２ｔ，６３ｔにそれぞれ設けられている。制御部６６は、受光素子６１ｄ，６２ｄ，６３ｄで検出された光パワーの和が最小となるように、光可変部６２ｈ，６３ｈ及び位相制御領域６５ａを制御する機能を有する。
【００６７】
受光素子６１ｐ，６２ｐ，６３ｐ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、例えばフォトダイオードである。受光素子６１ｐ，６２ｐ，６３ｐから出力された電気信号の和は、オペアンプ回路などによってアナログ的に求めてもよいし、Ａ／Ｄ変換器及びマイクロコンピュータによりディジタル的に求めてもよい。
【００６８】
共振器６１〜６３は、互いに異なる光路長を有する例えばエタロンフィルタ、マッハツェンダ干渉計、高屈折率結晶等のいずれかであり、導波路６８，６９を介して連結されている。多重共振器６４は、共振器６１〜６３の他に、共振器６１に一端が接続されＳＯＡ６５に他端が接続された入出力側導波路６７と、共振器６３に一端が接続された反射側導波路７０と、反射側導波路７０の他端に設けられた高反射膜７１とを備えている。ＳＯＡ６５は、位相制御領域６５ａを有し、光入出力端６５ｂが入出力側導波路６７の他端に接続されている。光可変部６２ｈ，６３ｈは、エタロンフィルタに対しては前述したヒータ、圧電素子等、マッハツェンダ干渉計に対しては前述したヒータ等、高屈折率結晶に対しては入射光の偏波を傾ける機構等である。
【００６９】
本実施形態の波長可変光源６０は、図１のリング共振器２１〜２３の代わりに、エタロンフィルタなどの共振器６１〜６３を用いている点を除き、図１の波長可変光源１０の構成とほぼ同じである。したがって、本実施形態の波長可変光源６０は、図１の波長可変光源１０と同様に動作し、図１の波長可変光源１０と同様の作用及び効果を奏する。
【００７０】
図１５は本発明に係る光モジュールの第一実施形態を示し、図１５［１］は平面図、図１５［２］は部分側面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００７１】
本実施形態の光モジュール５０は、図１の波長可変光源１０と、波長可変光源１０の制御部１８を除く部分の温度を一定に保つ温度調節部としてのペルチェ素子５２と、ペルチェ素子５２及び波長可変光源１０の制御部１８を除く部分を収容するケース５１と、ケース５１の外から波長可変光源１０及びペルチェ素子５２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してのピン５７と、波長可変光源１０から出射された光をケース５１の外へ導く光導通部としての光ファイバ５６を備えたものである。
【００７２】
本実施形態の光モジュール５０では、図１の波長可変光源１０の制御部１８を除く部分をケース５１内に収容している。ただし、波長可変光源１０は、概略的に示しているので、図１の構成とは若干異なる。ケース５１内には、ＳＯＡ１７、ＰＬＣ基板１５等の波長可変光源１０の構成要素の他に、基台５３、マイクロレンズ５４、光アイソレータ５５等が設けられている。ケース５１の内から外へは、光ファイバ５６が設けられている。ケース５１の外には、ペルチェ素子５２、ＳＯＡ１７、ＰＬＣ基板１５等に電気的に接続されたピン５７が設けられている。基台５３は、ＣｕＷから成り、ペルチェ素子５２上に設けられている。基台５３上には、ＳＯＡ１７、ＰＬＣ基板１５及びマイクロレンズ５４等が設けられている。ピン５７には制御部１８が接続されている。制御部１８は、マイクロコンピュータ及びその周辺部品から成り、ペルチェ素子５２を制御する機能も有する。
【００７３】
次に、光モジュール５０の動作を説明する。まず、制御部１８から、ピン５７を介して、ＳＯＡ１７、ＰＬＣ基板１５、ペルチェ素子５２等へ制御信号及び電力が供給される。これにより、前述の波長可変制御が実行され、所望の波長の光がＳＯＡ１７→マイクロレンズ５４→光アイソレータ５５→光ファイバ５６へと出力される。
【００７４】
本実施形態によれば、前述の波長可変光源１０の効果をそのまま得ることができる他、ＳＯＡ１７とＰＬＣ基板１５とが直結（バットカップリング）されているので、部品点数が少なく、小型化に有利である。
【００７５】
以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更をすることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【００７６】
例えば、多重リング共振器（多重共振器）は、三個のリング共振器（共振器）に限らず、二個又は四個以上のリング共振器（共振器）を連結させて構成してもよい。また、各リング共振器同士は、方向性結合器のみで直結させて構成してもよい。光入出力部は、ＳＯＡに限らず、光ファイバ増幅器等でもよい。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、二個に限らず、三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してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る波長可変光源の第一実施形態を示す平面図である（一部をブロック図で示す。）
【図２】図１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３】図１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４】図１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５】図１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１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１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１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】本発明に係る波長可変光源の第二実施形態を示すブロック図である。
【図１５】本発明に係る光モジュールの第一実施形態を示し、図１５［１］は平面図、図１５［２］は部分側面図である。
【図１６】特許文献１に開示された波長可変光源を示す平面図である（一部をブロック図で示す。）。
【図１７】図１６の波長可変光源において波長を変える制御方法を示すグラフである。
【図１８】特許文献１に開示された他の波長可変光源を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  波長可変光源
１１，１３，２４，２５，２６，２７  方向性結合器
１１ｔ，２５ｔ，２７ｔ  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
【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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