CN116325392A - 波长可变光源及其控制方法 - Google Patents

Abstract

在本公开的波长可变光源及其控制方法中，考虑工作端口与未直接有助于振荡动作的非工作端口之间的滤波器特性来利用MMI的多个非工作端口处的振荡光的强度。以使监控到的非工作端口处的振荡光的波长的光强度成为期望的关系的方式控制RTF激光器，由此，实现反映出SMSR特性的波长可变光源。能仅通过向现有技术的RTF激光器中未考虑的非工作端口追加受光器来有效地控制SMSR。能在波长可变光源中通过简单的机构实现SMSR的检查、实际动作中的SMSR监控。

Description

波长可变光源及其控制方法

技术领域

本发明涉及波长可变光源及其控制方法。

背景技术

波长可变光源作为能在一定的波长带的范围内任意调整振荡波长的光源被广泛利用。在使用半导体的波长可变光源的代表性的例子有波长可变激光二极管(TLD：TunableLaser Diode)。TLD因其小型性而被用于光通信用的载波光源、气体感测等广泛的应用范围。在运用TLD时，振荡输出光的波长稳定性在各种系统中很重要。振荡输出光的波长稳定性是指第一，TLD持续输出如用户所期待的那样的振荡波长。第二，除了振荡输出光的波长的精度、稳定性之外，边模抑制比(SMSR：Side-Mode Suppression Ratio)为一定以上也很重要。

SMSR是表示激光的质量的指数之一，被定义为激光器输出的光谱强度的峰值(振荡模式)与第二个峰值(副模式)的强度比。例如在光通信中，一般要求在未调制时SMSR为40dB以上的光源。其理由是因为在使用波分复用(WDM：Wavelength DivisionMultiplexing)的光通信网络中，SMSR的劣化可能会成为对于直接邻接的其他的波长信道而言的噪声光。

作为保持TLD的振荡波长恒定的方法，采用向适当的波长滤波器输入来自TLD的光输出的一部分，并监控来自该波长滤波器的光输出的方法。具体而言，如非专利文献1中公开的那样，将来自TLD的光输入到具有适当的波长周期(FSR：Free Spectrum Range)的标准具，以使来自标准具的光输出始终为恒定的方式控制TLD的振荡波长。

现有技术文献

非专利文献1：石井启之等人，“高機能波長可変光源技術(高功能波长可变光源技术)”，NTT技术期刊，2007年11月，p.66

非专利文献2：Yuta Ueda,et al.,“Electro-optically tunable laser withultra-low tuning power dissipation and nanosecond-order wavelength switchingfor coherent networks”,Vol.7,No.8/August 2020/Optica

发明内容

发明所要解决的问题

然而，没能在波长可变光源中通过简单的机构实现SMSR的检查、实际动作中的监控。非专利文献1中公开的振荡波长的控制机构也被称为波长锁定器，能使用窄频带的透射特性的标准具来高精度地控制波长。使用波长锁定器的手法对保持激光的波长恒定有用，但难以知道SMSR的状态。这是因为来自上述的标准具的光输出是反映出TLD的振荡模式的波长的输出，对于与振荡光相比通常强度低40dB左右的副模式的输出，难以取出波长信息。

为了直接知道TLD的振荡输出光的SMSR，可以利用光谱分析仪。然而，光谱分析仪需要扫描衍射光栅的衍射波长的机构，从而会在原本的作为波长扫描光源的TLD具备追加的扫描机构。作为TLD性能的检查，或者为了TLD的实际的运用中的监控，在TLD安装光谱分析仪测定从装置尺寸、成本方面来看不现实。因此，寻求能取出反映出波长可变光源的振荡输出光的SMSR特性并具有高的SMSR的输出的机构和振荡输出光的控制方法。

本发明是鉴于上述的课题而完成的，提供一种能得到反映出SMSR的振荡输出光的波长可变光源的机构及其控制方法。

用于解决问题的方案

本发明的一个实施方案是一种控制波长可变光源中的振荡光的方法，所述波长可变光源具备：M×N端口构成的多模干涉波导(MMI波导)(M为1以上的整数，N为2以上的整数)；N个反射型延迟线，分别连接于所述MMI波导的N端口侧；以及光增益波导，连接于所述MMI波导的M端口侧的至少一个端口，所述方法的特征在于，具备以下步骤：在所述振荡光的振荡波长处检测来自除了所述至少一个端口之外的、所述MMI波导的所述M端口侧的光的强度；以及基于所述检测出的强度，生成控制所述振荡光的信号。

本发明的另一个实施方案是一种波长可变光源，其具备：M×N端口构成的多模干涉波导(MMI波导)(M为1以上的整数，N为2以上的整数)；N个反射型延迟线，分别连接于所述MMI波导的N端口侧；光增益波导，连接于所述MMI波导的M端口侧的至少一个端口；受光器，在振荡光的振荡波长处检测来自除了所述至少一个端口之外的、所述MMI波导的所述M端口侧的光的强度；以及控制器，基于由所述受光器检测出的所述强度，生成控制所述振荡光的信号。

发明效果

根据本发明，提供一种得到反映出SMSR的振荡输出光的波长可变光源的机构及其控制方法。

附图说明

图1是表示使用5×5端口MMI的RTF激光器的构成的示意图。

图2是表示本公开的RTF激光器中的波长选择滤波器特性的图。

图3是放大表示在波长1.544μm附近的反射率的图。

图4是表示RTF激光器的反射光谱与纵模条件的关系的图。

图5是说明基于非工作端口的振荡光的强度的SMSR调整的图。

图6是说明邻接的细光谱的峰值处的优化的图。

图7是表示具备振荡输出光的切断单元的波长可变光源的构成的图。

图8是表示本公开的波长可变光源的变形例的构成的图。

具体实施方式

本公开的波长可变光源及其控制方法在使用反射型横向滤波器(RTF：Reflection-type Transversal Filter)的RTF激光器中，着眼于RTF激光器本来具有的滤波器特性，通过仅设有多个受光器的简单的构成，实现SMSR的控制。RTF激光器是近年受到关注的波长可变光源的形态，包括具备多模干涉(MMI：Multi-Mode Interference)波导和多个反射型延迟线的RTF。在以下的说明中，为了简单而仅将MMI波导称为“MMI”。

发明人们着眼于由RTF激光器的MMI中的端口间的反射特性、透射特性表示的波长选择滤波器特性能反映出振荡波长与副模式的波长的强度差。在如后所述那样使用MMI的RTF激光器中，一定存在未连接有助于振荡动作的光增益介质的端口。考虑连接有有助于振荡动作的光增益介质的工作端口与未直接有助于振荡动作的非工作端口之间的滤波器特性来监控MMI的多个非工作端口处的振荡光的强度。以使监控到的振荡光的强度成为规定的关系的方式控制RTF激光器，由此，实现反映出SMSR特性的波长可变光源的控制。

在以下的说明中，首先对RTF激光器的基本的构成进行叙述，并且一边着眼于在RTF激光器的MMI的非工作端口观测到的波长选择滤波器特性，一边示出波长可变光源的控制机构的基本的机制和一些实施例。最先说明在RTF激光器中监控反映出SMSR的信号(信息)，将其反馈给RTF激光器的各种波长控制机构来控制SMSR的机制。

[RTF激光器的构成]

图1是表示使用5×5端口MMI的RTF激光器的构成的示意图。RTF激光器100具备连接于M×N端口MMI12的一侧的N端口的N条反射型延迟线13和连接于MMI12的另一方的M端口之中的至少一个端口的光增益区域(光增益波导)11。MMI12和多个反射型延迟线13构成反射型横向滤波器(RTF)10。多个反射型延迟线分别具有长度不同的作为光波导的延迟线13－1和端部的反射镜14－1，在MMI的光增益区域11侧的各端口与端部的反射镜之间形成不同的光程的往复光路。

在图1中，在MMI12的端口3连接有光增益区域11，从光增益区域11的端部输出振荡光24。光增益区域11可以是包括光增益区域的光增益波导。在此不进行关于RTF激光器100的振荡机构的详细的说明，但会在分别来自长度不同的多个RTF的反射光在MMI12的端口3处成为相互增强那样的关系的波长处产生激光振荡。振荡波长由MMI12上的相位调整电极17、多个反射延迟线13上的波长调整电极18进行调整。详情例如参照非专利文献2。

在本公开的RTF激光器100中，为了监控并控制SMSR而在MMI的光增益区域11侧在未有助于振荡动作(未曾使用)的端口具备受光器(PD1、PD2、PD4、PD5)15－1～15－2、15－4～15－5。在现有技术的作为波长可变光源的RTF激光器中，监控来自光增益区域11的振荡光本身的波长、强度来确保其波长稳定性。发明人们得到以下构想：将来自在MMI中未有助于振荡动作的、换而言之非工作端口的振荡光的波长的光强度信息用于SMSR的控制。来自受光器的光强度信号21－1～21－5被供给至控制部(以下为控制器)16。控制器16如后所述那样分别向相位调整电极17和波长调整电极18供给控制信号22、23，按照后述的本公开的控制方法来控制SMSR。

在图1的RTF激光器100中，将MMI12设为5×5端口的构成，但不限定于该构成，可以将光增益区域侧的端口的数量M设为1以上的整数，将RTF侧的端口的数量N设为2以上的整数，从而一般采用M×N端口的构成。此外，虽然在图1中产生、放大光的光增益区域11连接于端口3，但也可以连接于其他的端口。此外，光增益区域11也可以如在非专利文献2中也记载的那样具备于M端口侧的多个端口。而且，一般也可以将光增益区域用作光吸收层，因此，例如可以在M端口的全部具备光增益区域，并将未有助于振荡动作的光增益区域用作受光器。此外，也可以是在RTF激光器100的多个反射型延迟线之内从一个以上的端部(反射镜)输出振荡光的构成。

图1中的连接于非工作端口的受光器(PD1～PD5)既可以单片集成于与构成RTF激光器的基板相同的基板，也可以设于基板的外部来接受来自RTF激光器的MMI端口的光。接着，着眼于RTF激光器100中的波长选择滤波器的特性，对本公开的波长可变光源的控制方法中的控制动作进行说明。

[RTF激光器中的SMSR的控制]

图2是表示本公开的RTF激光器中的波长选择滤波器特性的图。图2中的许多的波形是在图1所示的构成的RTF激光器中，从连接有光增益区域11从而为了振荡动作而工作的端口3(以下为工作端口)观察到的端口1～5(M侧)的反射光谱。在横轴示出了波长(μm)，在纵轴示出了反射率，通过#1～#5的显示示出了对应的端口1～5。

在此应注意的是，以下的说明中的“反射率”表示从工作端口3观察到的针对由MM112和多个反射型延迟线13构成的整个RTF10的反射光谱。关于工作端口3，在图2中以#3的标号示出，如文字那样表示工作端口3的反射率。工作端口3处的反射率与一般在光路中使用的特定的端口处的光的反射率相同，根据该反射率的值也能求出反射损失。在产生激光振荡的状态下，理想上，工作端口3的反射率为1。

另一方面，图2的以#1、#2、#4、#5的标号示出的波形曲线分别是观察整个RTF10时的非工作端口1、2、4、5处的反射率。需注意以下点：实质上表示反映出RTF10的所有光路的、不同的端口间的“透射特性”，该RTF10的所有光路由通过各延迟线的端部的反射镜折回而形成的去路、回路构成。例如，在图2中以#1的标号示出的反射光谱曲线是端口3→端口1间的透射特性。在图2中，能确认到处于波长轴上的不同的位置且示出了大致相似的形状的波形的反射光谱#1～#5。这些反射光谱表示基于图1的RTF10中的不同的长度的N个反射型延迟线的干涉状态与MMI的M个端口相应地观测为不同的滤波器特性。需注意，图2的在MMI的各端口观测到的反射特性表示用于在特定的波长处产生激光振荡的整个RTF10的“波长选择滤波器特性”。在以下的说明中，为了简单而将在MMI的光增益区域11侧的各端口观测到的反射特性或者透射特性称为反射率或者反射光谱。

进一步详细地观察图2，在MMI的各端口观测到的反射光谱#1～#5由FSR不到2nm的短的周期的成分和作为其包络线的长的周期的成分构成。在此，将短的周期的成分的光谱称为细(fine)光谱31，将虚线所示的长的周期的成分称为粗(coarse)光谱30。细光谱31和粗光谱30能通过对图1所示的N个反射型延迟线上的波长调节电组18赋予适当的电信号来分别独立地进行调整(非专利文献2)。例如，也能在将粗光谱30在波长轴上的位置保持在相同的位置的情况下，控制细光谱31的波长轴上的位置。此时，细光谱31被控制为一边与表示粗光谱30的虚线内接一边使其峰值位置移位。

图3是放大表示波长1.544μm附近的反射率的图。示出了在图2的横轴的1.544μm附近以#3的标号示出的工作端口3的反射率具有峰值的波长范围的反射光谱。在图1的RTF激光器中，在端口3连接有光增益区域11，因此，在图3的#3的细光谱的峰值波长附近实现激光振荡。之后，将在有助于激光振荡的细光谱中、其峰值附近产生的振荡称为振荡细模。

振荡细模下的更严密的激光振荡波长为满足谐振器纵模条件的波长。谐振器纵模条件是在由RTF10形成的谐振器中往复的光在谐振器内形成驻波的条件。在将图1的RTF激光器100的作为谐振器的折射率设为n，将长度设为L时，满足下式的波长λ(m为自然数)为满足纵振荡模条件的波长λ。

mλ＝2nL算式(1)

上式的满足谐振器纵模条件的波长通过由RTF10的光波导构成的延迟线的数量、长度、构造、MMI波导的构造、各部分的材料的折射率等来确定，能通过相位调整电极17进行调整。

图4是表示在RTF激光器中反射光谱与纵模条件的关系的图。图4的(a)是向图3所示的波长1.544μm附近的放大图重叠书写FSR＝0.3nm的纵模周期而得到的图。因此，图4的(a)所示的反射光谱与图3所示的反射光谱相同。图4的(b)是进一步放大表示在(a)的反射光谱的振荡细模附近的波长范围，反射率为0附近的非工作端口1、2、4、5的反射率的图。

在图4的(a)中，针对MMI的工作端口3的反射光谱32a，等间隔的线表示满足纵模条件的波长。在工作端口3的细光谱32a的峰值波长附近，振荡纵模线33a、33b、33c之内的最靠近振荡细模的峰值的振荡纵模线33a成为图1的RTF激光器100的振荡波长。在图4的(a)中，比振荡纵模线33a靠短的波长侧的振荡纵模线33c示出第二高的反射率。

在图4的(b)中，放大示出了非工作端口处的反射光谱#1、#2、#4、#5，也示出了将4个非工作端口的反射率相加而得到的合计反射光谱34a。在此，图4的(b)的4个非工作端口处的反射光谱在振荡波长的振纵模线33a的波长处具有不同的值。在满足纵模条件的振荡状态下，在4个非工作端口，分别以与图4的(b)的反射率对应的强度观测到振荡波长的光。

在作为现有技术的例子叙述的非专利文献1中的波长锁定器中，主要通过控制纵模的波长来实现振荡波长的微调。在图1所示的RTF激光器100中，对相位调整电极17施加适当的电信号来微调算式(1)中的折射率n，由此，实现振荡波长的微调。此时，微调针对相位调整电极17的电信号相当于在图2的波长轴上，针对工作端口3的反射光谱调整振荡纵模线33a、33b、33c。

在此，当考虑RTF激光器100中的SMSR时，在图4的(b)中的纵模条件之内的振荡纵模线33a的波长处振荡的状态下，两个振荡纵模线33a、33c处的纵模反射率差35决定SMSR。在振荡状态下，供给至光增益区域的能量的大部分在纵模波长的振荡波长处消耗，但在振荡纵模线33a的下一反射率高的振荡纵模线33c的波长处也会观测到振荡状态。因此，若振荡纵模线33a与图4的(a)中的工作端口3的反射率32a的峰值波长一致，则作为与邻接的纵模的强度差的纵模反射率差35成为最大，SMSR成为最大。

即使如上所述那样在RTF激光器100中调整振荡纵模线的位置，也仅将细光谱的包络线的位置与粗光谱30一起相对地进行了调整，有时反射光谱32a的峰值与振荡纵模线33a不完全一致。可以认为现有技术的RTF激光器相当于如图4的(a)那样的细光谱32a的峰值与振荡纵模线33a不完全一致的状态。

发明人们认为除了需要调整振荡纵模线与粗光谱的相对位置来调整波长轴上的纵模振荡波长之外，也需要为了使SMSR最大化而调整细光谱。从图4的(a)、(b)的工作端口3的反射光谱#3与反射光谱#1、#2、#4、#5之间的关系也显而易见：细光谱32a的峰值的波长与将4个非工作端口的反射率相加而得到的合计反射光谱34a的最小值的波长大致一致。因此，若一边在RTF激光器100的MMI11中监控在非工作端口观测到的振荡光的波长的光的强度，一边调整图4的(b)所示的反射光谱#1、#2、#4、#5，则能使SMSR最大化。

图5是说明本公开的波长可变光源的控制方法中的基于非工作端口的振荡光强度的SMSR调整的图。图5的(a)示出了在纵模振荡波长调整后进一步调整细光谱而得到的反射光谱。图5的(b)是进一步放大表示在(a)的反射光谱的振荡细模附近的波长范围，反射率为0附近的非工作端口1、2、4、5的反射率的图。

在图5的(a)中，用虚线32a仅示出了调整细光谱前的工作端口3的反射光谱，虚线32a与图4的(a)的反射光谱32a相同。实线所示的线表示使细光谱稍向长波侧移位，振荡细模的峰值与振荡纵模线33a会完全一致的状态。此时的纵模反射率差35得到与图4的(a)的情况相比3倍以上的大的数值，能期待SMSR被改善。

在图5的(b)中，以非工作端口处的反射光谱#1、#2、#4、#5进行了示出，也示出了将4个非工作端口的反射率相加而得到的合计反射光谱34b。在此，给出合计反射光谱34b的最小点的波长与振荡纵模线33a一致。因此，只要以使非工作端口#1、#2、#4、#5处的由受光器15－1～15－5检测出的信号强度的总量在规定的激光振荡波长(振荡纵模线33a)处成为最小的方式控制波长可变光源即可。

因此，本公开的控制波长可变光源中的振荡光的方法包括以下步骤：检测来自除了至少一个端口之外的、MMI波导的M端口侧的光的强度21－1～21－5。还包括以下步骤：控制器16基于检测出的强度生成控制振荡光24的信号22、23。进行控制的信号22、23针对波长调整电极18，以控制细光谱和粗光谱的波长轴上的位置的方式进行动作。

如已经说明过的那样，反射光谱在波长轴上的调整通过波长调整电极18实现。波长调整电极18是在多个反射延迟线13上形成的多个电极。对波长调整电极18印可怎样的电压、怎样使反射光谱发生变化的具体的方法在本发明中没有任何限定。即，在以下步骤和点上具有控制RTF激光器的波长可变光源中的振荡光的方法的特征：检测来自除了连接有光增益波导的至少一个端口之外的、MMI波导的M端口侧的光的强度的步骤和基于检测出的强度生成控制振荡光的信号的点。只要能以使将非工作端口处的反射光谱#1、#2、#4、#5的反射率相加而得到的合计反射光谱34b成为最小的方式控制波长调整电极18即可。

因此，本发明可以作为一种方法来实施，所述方法是控制波长可变光源中的振荡光的方法，所述波长可变光源具备：M×N端口构成的多模干涉波导(MMI波导)(M为1以上的整数，N为2以上的整数)；N个反射型延迟线，分别连接于所述MMI波导的N端口侧；以及光增益波导，连接于所述MMI波导的M端口侧的至少一个端口，所述方法的特征在于，具备以下步骤：在所述振荡光的振荡波长处检测来自除了所述至少一个端口之外的、所述MMI波导的所述M端口侧的光的强度；以及基于所述检测出的强度，生成控制所述振荡光的信号。

再来参照图1，光强度信号21－1～21－5从受光器15－1～15－5供给至控制器16，控制器16基于接收到的光强度信号21－1～21－5，生成向波长调整电极18的控制信号23。各光强度信号是与反射光谱#1、#2、#4、#5的反射率对应的电信号，合计反射光谱34b是将这4个电信号进行加算而得到的光谱。在图1中，仅示出了向控制器16供给光强度信号21－1～21－5，以怎样的方式获取与合计反射光谱34b对应的合计信号没有任何限定。既可以将4个电信号物理地进行加算，也可以在将各电信号转换为数字信号后，进行运算处理来求出。

因此，本发明可以作为一种波长可变光源来实施，其具备：M×N端口构成的多模干涉波导(MMI波导12)(M为1以上的整数，N为2以上的整数)；N个反射型延迟线13，分别连接于所述MMI波导的N端口侧；光增益波导11，连接于所述MMI波导的M端口侧的至少一个端口；受光器15－1～15－5，在振荡光的振荡波长处检测来自除了所述至少一个端口之外的、所述MMI波导的所述M端口侧的光的强度；以及控制器16，基于由所述受光器检测出的所述强度，生成控制所述振荡光的信号。

如上所述，在本公开的波长可变光源、即RTF激光器及其控制方法中，通过受光器检测并监控RTF激光器的来自除了连接有光增益区域的至少一个端口之外的、未有助于振荡动作的非工作端口的振荡波长处的强度。在本公开的波长可变光源中，在以下机制具有特征：基于由受光器得到的、在非工作端口观测到的光的强度，通过控制器生成控制波长可变光源中的振荡输出光的信号。通过连接于非工作端口的受光器检测在非工作端口出现的所有波长的光。然而，需注意以下点：从图5的(b)的反射光谱#1、#2、#4、#5表明，在MMI11的端口3发生激光振荡的状态下，在端口1、2、4、5观测到的振荡波长的信号强度为0.01以下，端口3中的振荡输出光的“漏光”由受光器测定出。在现有技术的RTF激光器中，在检测来自连接有有助于振荡动作的光增益区域的工作端口的振荡光本身的点上，与利用来自非工作端口的振荡光的强度的本公开的RTF激光器大有不同。根据来自控制器的信号，控制振荡输出光的细光谱和粗光谱的波长轴上的位置，由此，以使SMSR最小化的方式控制波长可变光源。

关于本公开的波长可变光源及其控制方法，在下面的实施例中进一步对更具体的控制方法进行说明。

(实施例1)

在上述的本公开的波长可变光源及其控制方法中，通过使由连接于非工作端口的受光器测定的强度信号的总量最小化来进行控制以使振荡输出光的SMSR最大化。SMSR的最大化能通过使非工作端口的反射光谱中的细光谱在波长轴上移位，微调RTF的波长选择滤波器特性来实现。在此，在控制RTF的光谱时，需要有确定该光谱在波长轴上的控制方向的信息。例如，当将图4的(a)与图5的(a)进行比较时，为了使端口3的反射光谱32a的振荡细模的峰值波长与纵模波长(振荡纵模线33a)一致而使细光谱向长波侧进行了移位。因此，只要能得到以下方向的信息即可：在现有技术的RTF激光器中，对相位调整电极17施加适当的电信号，实施振荡波长的微调，在其后的阶段，应使细光谱进一步在波长轴上移位的方向。通过该信息，能简化通过图1的RTF激光器中的控制器16进行的控制流程，更简单地实施SMSR的优化。因此，着眼于在非工作端口观测到的振荡输出光的强度的大小关系，对确定RTF的反射光谱的波长轴上的调整方向的实施例进行说明。

在此，再次关注实施振荡波长的微调后的图4的(b)非工作端口处的反射光谱#1、#2、#4、#5。可知，相对于作为工作端口的端口3的反射率32a的峰值波长(大致为合计反射光谱34b的最小值的波长)而在长波侧和短波侧观测到的光的强度因端口而异。若在图1的RTF激光器的5×5构成的MMI12的情况下，则如图4的(b)那样，在端口3的反射率32a的峰值的长波长侧(例如振荡纵模线33a)，反射率#2、#4＞反射率#1、#5的关系成立。另一方面，在端口3的反射率32a的峰值的短波长侧(例如振荡纵模线33c)，反过来，反射率#2、#4＜反射率#1、#5的关系成立。

例如在实际运用RTF激光器时，在来自受光器15－1～15－5的光的强度的关系为反射率#2、#4＞反射率#1、#5的情况下，能判断为振荡细模32a的峰值波长相对于期望的振荡纵模峰值波长(振荡纵模线33a)位于短波长侧。另一方面，在反射率#2、#4＜反射率#1、#5的情况下，能判断为振荡细模32a的峰值波长相对于期望的振荡纵模峰值波长(振荡纵模线33a)位于长波长侧。通过针对所给出的纵模波长(振荡波长)，比较受光器15－1～15－5中的各个光的强度的大小关系，能得到关于只要使细模峰值波长、即端口3的反射率32a向长波侧和短波侧中的哪一侧移位即可的调整方向的信息。

确定上述的RTF的反射光谱的波长轴上的调整方向只要基于预先知道的大小关系，分别对在图1中来自受光器15－1～15－5的光强度信号进行比较即可。因此，图1的RTF激光器的构成保持不变，仅变更控制器16的控制信号23的确定处理。上述的在图4的(b)中说明的反射光谱#1、#2、#4、#5的端口间的大小关系是在端口3连接有光增益区域的图1的MMI11的构成中的关系，因MMI的构成、光增益区域连接的工作端口的位置而异。因此，只要根据所使用的包括MMI的RTF激光器的构成，预先知道在非工作端口之内的特定的端口间观测到的振荡波长的光的强度的关系即可。总而言之，只要预先掌握图2所示的波长选择滤波器特性，知道能确定反射光谱的波长轴上的调整方向的关系即可。比较在受光器的光的强度的大小关系的非工作端口没有任何限定，就对强度进行比较的端口的数量而言，也不仅限于上述的两端口与另外的两端口的关系，是任意的。

(实施例2)

在图4和图5中说明的RTF激光器中的SMSR的基本的控制方法中，仅着眼于振荡细模的峰值附近的振荡纵模线33a的波长处的各端口的反射率。然而，当在优化SMSR之际，着眼于粗光谱与细光谱的相对关系时，也能在远离振荡纵模线33a的邻接的细光谱的峰值处发现在优化SMSR上有效的指标。

图6是说明邻接的细光谱的峰值处的优化的图。图6的(a)和(b)示出从振荡细模的峰值波长满足纵模条件的图5的(a)和(b)的状态起，进一步针对邻接的细模的反射率，通过粗滤波器的调整降低了SMSR的状态。与图5同样，图6的(a)示出了调整邻接的细模的反射率而得到的反射光谱。图6的(b)是放大表示在(a)的反射光谱的振荡细模附近的波长范围，反射率为0附近的非工作端口1、2、4、5的反射率的图。

当将图6的(b)与图5的(b)进行比较时，在图5的(b)中，在振荡纵模、即振荡纵模线33a的波长处，非工作端口的合计反射光谱34b取极值。然而，非工作端口的单独的反射光谱#1、#2、#4、#5不是极值。另一方面，在本实施例的在邻接的细光谱的峰值处优化SMSR而得到的图6的(b)中，非工作端口的合计反射光谱34c和单独的反射光谱#1、#2、#4、#5全部在振荡纵模线33a的波长处取极值。即，只要以不仅使非工作端口的合计反射光谱最小化，还分别使非工作端口的单独的反射光谱#1、#2、#4、#5最小化的方式控制波长调整电极18即可。已知分别独立地在波长轴上控制单独的反射光谱#1、#2、#4、#5的方法，对波长调整电极18的哪个电极施加怎样的电压取决于波长调整电极18的规格。

上述的SMSR的基本的控制方法与本实施例的不同在于反映了粗光谱与细光谱的相对关系的点。参照图6的(a)，在工作端口3的细光谱中，邻接于与振荡纵模线33一致的峰值的、两侧的两个峰值为相同的强度。此时，工作端口3的细光谱的峰值与邻接的峰值的强度差，即细模反射率差36为最大。若与图5的(a)的细模反射率差36相比较，则细模光谱的差异明显。细模反射率差36为最大的状态与如图6的(b)那样非工作端口的单独的反射光谱#1、#2、#4、#5分别被最小化的状态对应。如根据在图2中说明的细光谱31与粗光谱30的关系所理解的那样，可知在进行了图6的(a)的调整的状态下，粗光谱与细光谱的峰值被调整为一致。

在图1中，能针对来自受光器15－1～15－5的光强度信号21－1～21－5，以使每一个最小化的方式控制波长调整电极18。此时，粗光谱和细光谱被调整，也能降低源自与振荡细模不同的模式(邻接的细模)的SMSR劣化。在本实施例中也是，图1的RTF激光器100的构成保持不变，仅变更控制器16的控制信号23的确定处理即可。即，在控制波长可变光源中的振荡光的方法中，只要基于来自未有助于振荡动作的两个以上的端口的光(反射光谱#1、#2、#4、#5)的强度，实施分别使这些强度最小化的步骤即可。

(实施例3)

在利用波长可变光源的系统中，可能发生用户要求的波长与实际输出的振荡光的波长之差比一定值大的情况、激光振荡光的SMSR低于一定值的情况。在这样的状态下，当以除了在该波长可变光源中期待的波长信道之外的其他的波长信道观察时，产生有波长串扰，产生有干涉、妨碍。例如在光通信网络中，在按不同的波长信道输送信息的波分复用(WDM：Wavelength Division Multiplexing)系统中，某个波长可变光源的SMSR的劣化可能会保持原样地成为从其他的波长信道观察时的噪声光。由于直接导致通信质量的降低，因此，理想的是，在波长可变光源的SMSR正在变为一定以下的情况下，切断来自该波长可变光源的光输出本身。

图7是表示具备振荡输出光的切断单元的波长可变光源的构成的图。图7的波长可变光源是RTF激光器200，与图1所示的RTF激光器100在基本的构成上通用。因此，在此仅说明不同点。就实施例3的RTF激光器200而言，RTF10、光增益区域11、受光器15～1～15－5的构成以及相位调整电极17、波长调整电极18与图1的RTF激光器100相同。控制器16－1既可以是与图1的RTF激光器100的控制器16通用的控制器，也可以是单独的专用的控制器。

本实施例的RTF激光器200还在光增益区域11的输出侧具备光强度调整器19。在各受光器观测到的来自非工作端口的光强度信号21－1～21－5被提供给控制器16－1。如上述的实施例1和实施例2那样，来自非工作端口的光强度信号21－1～21－5反映出振荡输出光的SMSR，可用于优化SMSR。因此，只要使用上述的RTF激光器中的SMSR的控制方法、在实施例1和实施例2中利用的光强度信号21－1～21－5来在确认到一定程度的SMSR的降低的情况下，通过光强度调整器19切断或者衰减激光器输出光即可。通过关闭或者大幅降低激光器输出光的强度，能使对其他的波长信道的影响为最小限度。光强度调整器19只要能改变激光器输出光的输出强度，则是怎样的装置都可以。例如，既可以是像半导体光放大器那样地放大光信号的机构，也可以是电场吸收型光调制器或者马赫－曾德尔光调制器等原本以生成光信号为目的的光调制器。

如上所述，在本公开的波长可变光源及其控制方法中，利用RTF激光器的波长选择滤波器的性质，着眼于工作端口与未直接有助于振荡动作的非工作端口之间的滤波器特性，监控在非工作端口观测到的振荡光的波长的光的强度。上述的RTF激光器的波长选择滤波器特性原是基于在M×N构成的MMI中规定的M端口观测到的振荡波长的光的强度的特性。即，在图1的MMI12中，包括连接有光增益区域的光波导在内，通过受光器监控分别来自连接有光波导的“M端口”的光。然而，即使利用包括来自MMI中，连接有被限定为一定的宽度的光波导而被划定为端口的部分以外的、M端口侧的“除了端口之外的部分”的振荡光的漏光在内的强度，也能得到反映出SMSR的信息。

图8是本公开的波长可变光源的变形例，是表示也利用来自除了连接有光增益区域的波导之外的“除了端口之外的部分”的光的形态的图。在图1的变形例的RTF激光器300中，受光器由PD A 40a和PD B 40b构成，仅向控制器16供给来自两个受光器的光强度信号41a、41b。在两个受光器中，通过受光器PD A 40a监控包括端口1、端口2以及漏光在内的光的强度，通过受光器PD B40b监控包括端口4、端口5以及漏光在内的光的强度。即，在变形例的RTF激光器中，基于来自M端口侧的除了端口之外的部分的振荡光的漏光的强度来控制SMSR。即使在这样的形态的RTF激光器300中，也能应用上述的RTF激光器中的SMSR的控制和实施例1～3的基本的机制。

如以上详细说明的那样，在本公开的波长可变光源及其控制方法中，考虑工作端口与未直接有助于振荡动作的非工作端口之间的滤波器特性来利用MMI的多个非工作端口处的振荡光的波长的光强度。以使非工作端口处的监控到的光强度成为期望的关系的方式控制RTF激光器，由此，实现反映出SMSR特性的波长可变光源的控制。能仅通过向现有技术的RTF激光器中未考虑的非工作端口追加受光器来有效地控制SMSR。能在波长可变光源中通过简单的机构实现SMSR的检查、实际动作中的监控。

Claims (8)

1.一种控制波长可变光源中的振荡光的方法，所述波长可变光源具备：

M×N端口构成的多模干涉波导，即MMI波导，其中，M为1以上的整数，N为2以上的整数；

N个反射型延迟线，分别连接于所述MMI波导的N端口侧；以及

光增益波导，连接于所述MMI波导的M端口侧的至少一个端口，

所述方法的特征在于，具备以下步骤：

在所述振荡光的振荡波长处检测来自除了所述至少一个端口之外的、所述MMI波导的所述M端口侧的光的强度；以及

基于所述检测出的强度，生成控制所述振荡光的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述强度是来自未有助于振荡动作的端口的强度或者是来自所述M端口侧的除了端口之外的部分的所述振荡光的漏光的强度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述强度由来自未有助于振荡动作的两个以上的端口的强度的总和确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

基于来自所述M端口侧的未有助于振荡动作的两个以上的端口的强度的大小关系，生成所述信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述强度是来自未有助于振荡动作的两个以上的端口的强度，

所述方法还具备以下步骤：分别使来自所述两个以上的端口的所述强度最小化。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，

所述信号包括针对使所述波长可变光源的输出发生变化的光强度调制器的控制信号。

7.一种波长可变光源，具备：

M×N端口构成的多模干涉波导，即MMI波导，其中，M为1以上的整数，N为2以上的整数；

N个反射型延迟线，分别连接于所述MMI波导的N端口侧；

光增益波导，连接于所述MMI波导的M端口侧的至少一个端口；

受光器，在振荡光的振荡波长处检测来自除了所述至少一个端口之外的、所述MMI波导的所述M端口侧的光的强度；以及

控制器，基于由所述受光器检测出的所述强度，生成控制所述振荡光的信号。

8.根据权利要求7所述的波长可变光源，其特征在于，

所述强度由来自未有助于振荡动作的两个以上的端口的各振荡光的强度的总和确定，所述控制器使所述总和最小化，

或者，所述强度是来自未有助于振荡动作的两个以上的端口的强度，所述控制器被配置为分别使来自所述两个以上的端口的所述强度最小化。

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