DE60217636T2

DE60217636T2 - Steuerungsverfahren und -Vorrichtung eines optischen Wellenlängenfilters

Info

Publication number: DE60217636T2
Application number: DE60217636T
Authority: DE
Inventors: Fujitsu Limited Tadao Kawasaki-shi Nakazawa; Fujitsu Limited Hideyuki Kawasaki-shi Miyata
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: DE60217636D1; US6594069B1; EP1324525B1; EP1324525A2; EP1324525A3; JP4047004B2; JP2003195245A; US20030123129A1

Description

Hintergrund der Erfindung
(1) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuertechnik eines optischen wellenlängenvariablen Filters, das in verschiedenen Ausrüstungsgegenständen für optische Kommunikation zu verwenden ist, insbesondere ein Steuerverfahren und eine Steuervorrichtung zum Steuern einer Wellenlängen-Kennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters vom Bandsperren-Typ.
(2) Stand der Technik
Es hat Bedarf für Entwicklungen optischer Kommunikationssysteme und optischer Signalverarbeitungssysteme gegeben, die imstande sind, Netze großer Kapazitäten und übermäßig langer Distanzen mit einer explosiven Zunahme von IP-Datenkommunikationsbedarf zu konstruieren. In einem Übertragungssystem, das eine Wellenlängenaufteilungs-Multiplexübertragung bzw. WDM-Übertragung als seine Basistechnik verwendet, ist es möglich, die Übertragung großer Kapazität zu realisieren und leicht die Division-Multiplikation mit der Wellenlänge als einer Einheit auszuführen, so dass der Aufbau flexibler optischer Netze, die Multiplikation-Division unterschiedlicher Arten von Diensten bei optischen Leveln durchführen wie z.B. optische Kanalgruppenumsetzung (OXC bzw. optical cross-connecting), optisches Abzweigmultiplexen bzw. Add/Drop-Multiplexen (OADM) und Ähnliches. Daher sind die Entwicklung und Herstellung von Übertragungsvorrichtungen und Signalverarbeitungsvorrichtungen unter Verwendung des obien Systems merklich vorangetrieben worden.
In diesen Vorrichtungen werden viele optische Funktionseinrichtungen verwendet wie z.B. optische Wellenlängenfilter, die ein Signallicht für jede Wellenlänge trennen, und Ähnliches. Speziell wird das optische Wellenlängenfilter beispielsweise für die Wellenlängenvermittlung bzw. das Wellenlängenumschalten in dem OXD und dem OADM verwendet, das Trennen jeweiliger Wellenlängen bei einem Empfangsabschnitt, das ASE-Abtrennen (ASE-cutting) und Ähnliches.
Durch Bilden des oben erwähnten optischen Wellenlängenfilters auf einem aus SiO₂, LiNbO₃ und Ähnlichem erstellten Substrat wird es möglich, die hohen Funktionen, Verkleinerung, Integration, Reduzierung des elektrischen Energieverbrauchs und Kostenreduzierung zu erzielen. Ferner ist es in einem Fall, in dem eine Vielzahl optischer Wellenlängenfilter in Kaskade verbunden sind, möglich, das schmale Durchlassband zu erzielen und die Verbesserung des Unterdrückungsverhältnisses zwischen anderen Kanälen während sie als optische Wellenlängen-Filter vom Bandpasstyp verwendet werden, und es wird auch möglich, die Verbesserung des Absorptionsverhältnisses zu erzielen während sie als optische Wellenlängenfilter vom Bandsperrentyp (Kerbfilter) verwendet werden.
In solchen optischen Wellenlängenfiltern, die mit Mehrstufenstruktur verwendet werden, wird jedoch ein Problem dahingehend verursacht, dass das Wellenlängenfestlegen bei jeweiligen Stufen mit hoher Exaktheit gesteuert werden muss, da Filterkennlinien bedingt durch eine Änderung in der Temperatur oder eine Änderung mit dem Verstreichen der Zeit schwanken. Da es eine Möglichkeit gibt, dass die Wellenlänge von Licht, das in die optischen Wellenlängenfilter einzugeben ist, bedingt durch eine Umgebungsänderung schwankt, ist die Funktion des Steuerns der Wellenlängeneinstellung, wie oben erwähnt, ferner für die optischen Wellenlängenfilter unerlässlich.
Speziell werden in optischen Wellenlängenfiltern vom Bandsperrentyp, die in OXC, OADM und Ähnlichem zu verwenden sind, wenn das Licht der Wellenlänge, das durch sie hindurchgelassen werden sollte, in fehlerhafter Weise blockiert wird, die Dienste für die Nutzer außer Kraft gesetzt. Ein Auftreten einer solchen Situation sollte vermieden werden. Um eine solche Situation zu vermeiden, sollte eine Wellenlängensteuertechnik für das variable Steuern der Wellenlänge (ausgewählte Wellenlänge) von Licht, dessen Durchlass durch eine jeweilige Stufe zu blockieren ist, mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit wichtig sein.
In EP-A 0 948 153 wird ein optischer Add/Drop-Multiplexer offenbart, der ein akusto-optisch abstimmbares Filter hat, welches eine optische Wellenlänge auswählen kann durch Ändern der Frequenz eines anzulegenden Hochfrequenzsignals. Ein optisches Signal mit einer spezifizierten Wellenlänge kann von einem von einem Eingangsanschluss eingegebenen Wellenlängen-multiplexierten Signal abgeworfen werden, oder ein von einem Ausgang eingegebenes Wellenlängen-multiplexiertes optisches Signal kann mit einem optischen Durchlasssignal multiplexiert werden.
Resümee der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde erzielt im Hinblick auf die obigen Probleme und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, in einem optischen wellenlängenvariablen Filter vom Bandsperrentyp, das mehrstufig durch Kaskadenverbindung einer Vielzahl optischer Filterabschnitte aufgebaut ist, ein Steuerverfahren und eine Steuervorrichtung bereitzustellen zum Steuern ausgewählter variabler Wellenlängen bei jeweiligen Stufen mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit, um eine gewünschte Wellenlängenkennlinie zu erhalten.
Um das obige Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Steuerverfahren einer Wellenlängenkennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters vom Bandsperrentyp bereit, das eine Vielzahl optischer Filterabschnitte einschließt, die jeweils ein Licht in Entsprechung zu einer ausgewählten Wellenlänge vom Hindurchtreten abhalten, wobei die optischen Filterabschnitte kaskadenverbunden sind um einen mehrstufigen Aufbau zu haben, wobei, wenn das optische wellenlängenvariable Filter eine Wellenlängenkennlinie hat, die mit einem Sperrband gebildet wird, das ein Wellenlängenband in Übereinstimmung mit einem Abweichungsbetrag einschließt, der durch Abweichen jeweiliger ausgewählter Wellenlängen voneinander von der Vielzahl optischer Filterabschnitte erhalten wird, eine abgeworfene bzw. abgenommene Lichtkomponente, deren Durchlass bei dem optischen Filterabschnitt in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlänge blockiert werden sollte, die unter den jeweils ausgewählten Wellenlängen am nächsten bei der Zentralwellenlänge des Sperrbandes liegt, herausgenommen wird, um überwacht zu werden, und die jeweiligen ausgewählten Wellenlängen basierend auf einer Spitzenwert-Wellenlänge der überwachten abgenommenen Lichtkomponente abgestimmt werden zum Steuern der Wellenlängenkennlinie.
Ferner schließt gemäß der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung einer Wellenlängenkennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters vom Bandsperrentyp eine Vielzahl optischer Filterabschnitte ein, von denen jeder einen Lichtanteil in Entsprechung zu einer ausgewählten Wellenlänge vom Hindurchtreten abhält, wobei die optischen Filterabschnitte in der mehrstufigen Struktur kaskadenverbunden sind und wobei, wenn das optische wellenlängenvariable Filter eine Wellenlängenkennlinie hat, die mit einem Sperrband einschließlich eines Wellenlängenbandes in Übereinstimmung mit einem Abweichungsbetrag gebildet wird, der durch Abweichen jeweiliger ausgewählter Wellenlängen der Vielzahl optischer Filterabschnitte voneinander erhalten wird, die Steuervorrichtung einen Überwachungsabschnitt umfasst, der eine abgenommene Lichtkomponente, deren Durchlass durch den optischen Filterabschnitt zu blockieren ist, in Entsprechung zu der ausgewählten, am nächsten bei der Zentralwellenlänge des Sperrbandes liegenden Wellenlänge unter den jeweils ausgewählten Wellenlängen zum Überwachen herausnimmt, und einen Steuerabschnitt, der die jeweils ausgewählten Wellenlängen basierend auf einer Spitzenwellenlänge der durch den Überwachungsabschnitt überwachten abgenommenen Lichtkomponenten abstimmt, um die Wellenlängenkennlinie zu steuern.
In Übereinstimmung mit dem Steuerverfahren und der Steuervorrichtung eines optischen wellenlängenvariablen Filters wird, wie oben erwähnt, in dem optischen wellenlängenvariablen Filters ein Filter vom Bandsperrentyp mit mehrstufigem Aufbau die abgenommene, vom Durchlassen bei dem optischen Filterabschnitt in Entsprechung zu der ausgewählten am nächsten bei der zentralen Wellenlänge des Sperrbandes liegenden Wellenlänge unter den ausgewählten Wellenlängen bei jeweiligen Stufen zu blockierende Lichtkomponente herausgenommen, um überwacht zu werden, so dass die Spitzenwellenlänge der abgenommenen Lichtkomponente stabil erfasst werden kann. Demnach wird es möglich, die ausgewählten Wellenlängen bei jeweiligen optischen Filterabschnitten mit hoher Exaktheit und Zuverlässigkeit zu steuern. Auf diese Weise werden, selbst wenn die Einstellungen von Filtern oder die Wellenlänge eingegebenen Lichts unter Einfluss einer Temperaturänderung, einer Änderung über die verstrichene Zeit oder Ähnlichem fluktuieren, die ausgewählten Wellenlängen bei jeweiligen Stufen einer solchen Fluktuation folgend abgestimmt und demnach wird es möglich, eine stabile gewünschte Wellenlängenkennlinie zu erhalten.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen leichter ersichtlich, wenn im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigt:
1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Steuervorrichtung eines optischen wellenlängenvariablen Filters in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
2 ein Konzeptdiagramm zum Erläutern von Filterkennlinien eines optischen wellenlängenvariablen Filters von Bandsperrentyp, wobei 2A eine ideal Filterkennlinie zeigt, 2B eine Filterkennlinie zeigt, wenn die ausgewählten Wellenlängen miteinander in einem mehrstufigen Aufbau koinzidieren, und 2C eine Filterkennlinie zeigt, wenn die ausgewählten Wellenlängen voneinander unterschiedlich sind;
3 ein Blockdiagramm einer spezifischeren Ausführungsform einer Steuervorrichtung eines optischen wellenlängenvariablen Filters gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ein Diagramm zum Erläutern des Kanalgruppenumsetzens (cross-connection) von verbindenden optischen Pfaden in dem optischen wellenlängenvariablen Filter der 3;
5 ein Diagramm eines Beispiels der Endflächenform eines Substrats in dem optischen wellenlängenvariablen Filter der 3;
6 ein Diagramm eines Beispiels einer Faser-Array-Struktur, die mit der Substrat-Endfläche in dem optischen wellenlängenvariablen Filter der 3 verbunden ist;
7 ein Diagramm zum Erläutern von in der Polarisationsmoden-Interferenz einer polarisationserhaltenden Faser;
8 ein Diagramm zum Erläutern der ausgewählten Wellenlängen-Dopplerverschiebung in AOTF;
9 ein Diagramm zum Erläutern der Abweichung ausgewählter Wellenlängen inhärent für das Substrat, auf dem dreistufige AOTFs integriert sind, wobei 9A bis 9C beispielhafte Diagramme von Wellenlängen-Abweichungsmustern sind und 9D ein Diagramm ist, das ein typisches Wellenlängen-Abweichungsmuster zeigt;
10 eine schematische Ansicht zum Anordnen optimaler Verbindungszusammenhänge im Hinblick auf den Einfluss ausgewählter Wellenlängen-Dopplerverschiebung und Ähnlichem in Übereinstimmung mit den Wellenlängen-Abweichungsmustern in 9; und
11 ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen den ausgewählten Wellenlängen bei jeweiligen Stufen, die in dem optischen wellenlängenvariablen Filter in 3 festgelegt sind.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden basierend auf den Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm zum Zeigen einer Ausführungsform einer Steuervorrichtung eines optischen wellenlängenvariablen Filters gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 1 hat ein optisches wellenlängenvariables Filter 1 einen Dreistufenaufbau, in welchem beispielsweise drei optische Filterabschnitte vom Bandsperrentyp 11, 12 und 13 in Kaskade über verbindende optische Pfade 2₁₂ und 2₂₃ verbunden sind. Hierin sind ein optischer Eingangspfad 2_IN , der ein Eingangslicht von außen zu dem optischen Filterabschnitt 11 bei der ersten Stufe führt, und ein optischer Ausgangspfad 2_OUT , der ein Ausgangslicht von dem optischen Filterabschnitt 13 bei der dritten Stufe nach außen führt, mit dem optischen wellenlängenvariablen Filter jeweils verbunden. Variabel ausgewählte Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 werden bei den optischen Filterabschnitten 11, 12 bzw. 13 bei jeweiligen Stufen festgelegt und das jeder der ausgewählten Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 entsprechende Licht wird vom Durchlassen aus dem sich durch die jeweilige Stufe ausbreitenden Licht blockiert.
Eine Steuervorrichtung 3, die angepasst ist an das optische wellenlängenvariable Filter 1 schließt beispielsweise einen Überwachungsabschnitt 3A für abgenommene Lichtkomponenten ein, der eine der abgenommenen Lichtkomponenten L_D1, L_D2 und L_D3, deren Durchlassen blockiert wird in den optischen Filterabschnitten 11, 12 und 13 bei jeweiligen Stufen, herausnimmt, um sie zu überwachen, und einen Steuerabschnitt 3B ausgewählter Wellenlänge, der die ausgewählten Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 des optischen wellenlängenvariablen Filters 1 anpasst um die Wellenlängenkennlinie zu steuern, basierend auf dem Überwachungsergebnis bei dem Überwachungsabschnitt 3A abgenommenen Lichts. Das Festlegen der abgenommenen Lichtkomponenten, die durch den Überwachungsabschnitt 3A abgenommenen Lichts überwacht werden, wird später beschrieben.
Hier werden die Grundeinstellung für die ausgewählten Wellenlängen λ1, λ2 und λ3 des optischen wellenlängenvariablen Filters 1 nachstehend beschrieben.
Im Allgemeinen ist es für die Kennlinie des optischen wellenlängenvariablen Filters vom Bandsperrentyp, wie beispielsweise in dem Konzeptdiagramm der 2A gezeigt, ideal, eine Filterkennlinie zu haben, die rechtwinklig geändert wird, nämlich, dass eine Änderung in der Durchlassfähigkeit vom Durchlassband zum Sperrband steil ist und auch das Sperrband eine erforderliche Breite hat. Die Mehrstufenstruktur mit einer Vielzahl optischer Filterabschnitte, die in Kaskade verbunden sind, ist nützlich als Mittel zum Erzielen der Realisierung einer solchen Filterkennlinie. Das optische Wellenlängenfilter mit einer Filterkennlinie mit exzellentem Auslöschungsverhältnis kann erhalten werden, wenn die Anzahl an Stufen erhöht wird.
Wenn der Mehrstufenaufbau wie oben erwähnt angewendet wird, wird die Breite des Sperrbandes, falls die Wellenlängen der Lichtanteile bei den jeweiligen Stufen, deren Durchlassen gesperrt wird, alle koinzident sind, wie in dem Konzeptdiagramm der 2B gezeigt, da die Durchlässigkeit an einem Punkt minimal wird, schmäler. Für das Sperrband von dem optischen Wellenlängenfilter vom Sperrbandtyp muss eine erforderliche Breite sichergestellt werden, die Bedingungen beispielsweise der Wellenlängenbreite des optischen Signals in Entsprechung zu der spektralen Breite der Lichtquelle wie z.B. einem Laser berücksichtigend, Fehler in der Einstellung oder das Steuern des optischen Wellenlängenfilters, oder die unstabile Wellenlänge der Lichtquelle. Daher wird es in Übereinstimmung mit der in 2B gezeigten Filterkennlinie unmöglich, das optische Signal der gewünschten Wellenlänge vom Durchlassen abzuhalten, selbst in einem Fall, in dem eine geringe Schwankung in der Einstellung der optischen Signalwellenlänge oder der Einstellung des Filters verursacht wird.
Daher nimmt das optische wellenlängenvariable Filter von Bandsperrentyp, auf das das Steuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird, die Wellenlängeneinstellung als eine Voraussetzung an zum Sicherstellen einer erforderlichen Breite des Sperrbandes durch Abweichenlassen der ausgewählten Wellenlängen bei jeweiligen Stufen voneinander, wie in 2C gezeigt. Das heißt, in dem optischen wellenlängenvariablen Filter mit den ausgewählten Wellenlängen bei jeweiligen Stufen, die voneinander abweichen, überlappen die Durchlasswellenlinienkennlinien bei jeweiligen Stufen, wie durch unterbrochene Linien gezeigt, einander, so dass die Durchlasswellenlinienkennlinie, die durch Volllinie gezeigt wird, als Gesamtfilter erhalten werden kann. In der Durchlasswellenlänge wird die Kennlinie des Gesamtfilters mit einem Sperrband mit einer Wellenlängenbreite in Entsprechung zu einem Abweichungsbetrag zwischen ausgewählten Wellenlängen bei jeweiligen Stufen ausgebildet.
Speziell in dem optischen wellenlängenvariablen Filter 1 der 1 wird beispielsweise angenommen, dass die ausgewählten Wellenlängen bei jeweiligen Stufen im Voraus abweichend festgelegt werden, um einen Zusammenhang in der Länge von λ1 < λ2 und < λ3 zu haben und ein Sperrband mit einer Wellenlängenbreite in Entsprechung zu einem Abweichungsbetrag zwischen der ausgewählten Wellenlänge λ1 und der ausgewählten Wellenlänge λ3 wird ausgebildet.
Für das optische wellenlängenvariable Filter 1, das mit den ausgewählten Wellenlängen λ1 bis λ3 bei jeweiligen Stufen wie oben beschrieben festgelegt wird, wird in der Steuervorrichtung 3 die ausgewählte Wellenlänge, die am nächsten bei der zentralen Wellenlänge des Sperrbandes angeordnet ist, unter den ausgewählten Wellenlängen λ1 bis λ3 bei jeweiligen Stufen, d.h., im obigen Beispiel die ausgewählte Wellenlänge λ2, beachtet, die abgenommen Lichtkomponente L_D2, deren Durchlass durch den optischen Filterabschnitt 12 zu sperren ist, wird herausgenommen um durch den Überwachungsabschnitt 3A des abgenommenen Lichts überwacht zu werden, und das Überwachungsergebnis wird an den Steuerabschnitt 3B der ausgewählten Wellenlänge übermittelt. Dann wird in dem Steuerabschnitt 3B der ausgewählten Wellenlänge eine Spitzenwellenlänge der abgenommenen Lichtkomponente L_D2 basierend auf dem Überwachungsergebnis von dem Überwachungsabschnitt 3A abgenommenen Lichts erfasst, und ein Wellenlängenabweichungsbetrag zu der zuvor festgelegten ausgewählten Wellenlänge λ2 wird erhalten, so dass die ausgewählten Wellenlängen λ1 bis λ3 bei jeweiligen Stufen angepasst werden in Übereinstimmung mit dem Wellenlängenabweichungsbetrag.
Auf diese Weise wird in dem Überwachungsabschnitt 3A abgenommenen Lichts der Steuervorrichtung 3 die abgenommene Lichtkomponente L_D2 in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlänge λ2, die am nächsten bei der Zentralwellenlänge des Sperrbandes liegt, selektiv überwacht. Es wird möglich, die Zuverlässigkeit einer tatsächlichen Filterkennlinie des optischen wellenlängenvariablen Filters 1 zu beurteilen. Das heißt, jedes der optischen Signale jeweiliger in das optische wellenlängenvariable Filter 1 eingegebenen Wellenlängen hat eine Wellenlängenbreite in Entsprechung zu der Spektralbreite einer Lichtquelle und schwankt wahrscheinlich durch einen Einfluss unstabiler Wellenlänge der Lichtquelle. Solche optischen Signale werden bei den optischen Filterabschnitten 11 bis 13 bei jeweiligen Stufen abgenommen. Wenn die abgenommene Lichtkomponente von dem optischen Filterabschnitt, von dem die ausgewählte Wellenlänge am Ende des Sperrbandes angeordnet ist (im obigen Beispiel die abgenommene Lichtkomponente L_D1 oder L_D3 überwacht wird, erreicht die Wellenlänge der abgenommenen Lichtkomponente einen Wellenlängenbereich, bei dem die Durchlässigkeit sich steil ändert, so dass der Pendel der abgenommenen, durch den Überwachungsabschnitt 3A abgenommenen Lichts überwachten Lichtkomponente sich stark ändert. Daher gibt es eine Möglichkeit, dass die Spitzenwellenlänge der abgenommenen Lichtkomponente nicht exakt erfasst werden kann. Um die stabile Spitzenwellenlängenerfassung durch Vermeiden einer solchen Situation in die Tat umzusetzen, ist es nützlich, die abgenommene Lichtkomponente in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlänge, die am nächsten bei der Zentralwellenlänge des Sperrbandes liegt, zum Überwachen herauszunehmen.
Selbst wenn die Einstellung des Filters oder die Wellenlänge von eingegebenem Licht durch einen Einfluss einer Temperaturänderung, einer Änderung über die verstreichende Zeit oder Ähnliches schwankt, werden die ausgewählten Wellenlängen λ1 bis λ3 bei jeweiligen Stufen der Schwankung folgend angepasst durch Steuern der ausgewählten Wellenlängen λ1 bis λ3 bei jeweiligen Stufen des optischen wellenlängenvariablen Filters 1 durch die Steuervorrichtung 3 in exakter und zuverlässiger Weise. Daher ist es möglich, eine gewünschte Filterkennlinie stabil in die Tat umzusetzen.
In der obigen Ausführungsform ist das optische wellenlängenvariable Filter 1 eines Dreistufenaufbaus durch Kaskadenverbindung dreier optischer Filterabschnitte 11 bis 13 gezeigt worden. Jedoch ist es auch möglich, die Steuertechnik der vorliegenden Erfindung auf optische wellenlängenvariable Filter einer Mehrstufenstruktur durch Kaskadenverbindung von vier oder mehr optischen Filterabschnitten anzuwenden.
Als Nächstes wird eine speziellere Ausführungsform einer Steuervorrichtung eines optischen wellenlängenvariablen Filters gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Folgenden wird als ein Beispiel eine Steuervorrichtung eines optischen wellenlängenvariablen Filters vom Spannsperrentyp betrachtet, das ausgestaltet wird durch Kaskadenverbindung dreier optischer Filterabschnitte auf demselben Substrat.
3 ist eine Draufsicht und zeigt den Aufbau des optischen wellenlängenvariablen Filters und der Steuervorrichtung davon in Übereinstimmung mit der obigen Ausführungsform. Komponenten, die dieselben sind wie jene in der obigen Ausführungsform, werden mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
In dem optischen wellenlängenvariablen Filter 1, das in 3 gezeigt ist, sind beispielsweise drei akusto-optisch abstimmbare Filter (AOTF), die auf demselben Substrat 10 ausgebildet sind, miteinander mit Hilfe von verbindenden optischen Pfaden 2₁₃ und 2₂₃ als optische Filterabschnitte 11 bis 13 verbunden.
Optische Eingangs- und Ausgangsabschnitte der verbundenen AOTFs auf demselben Substrat 10 sind mit dem optischen Eingangspfad 2_IN bzw. dem optischen Ausgangspfad 2_OUT unter Verwendung eines optischen Zirkulators 4, eines Polarisationsstrahl-Aufspalters (PBS) 5, eines Polarisationsrotationsabschnittes 6 und optischer Verbindungspfade 2_A , 2_B , bzw. 2_C verbunden, so dass die drei AOTFs auf dem Substrat 10 in einer Schleife kaskadenverbunden sind.
Die Steuervorrichtung 3, die auf das obige optische wellenlängenvariable Filter 1 anzuwenden ist, umfasst beispielsweise einen erste Überwachungsabschnitt 100, einen zweiten Überwachungsabschnitt 200 und einen Hochfrequenzsignal-Steuerabschnitt 300. Der erste Überwachungsabschnitt 300, der dem in 1 gezeigten Überwachungsabschnitt 3A abgenommenen Lichts entspricht, überwacht ein abgenommenes Licht, dessen Durchlassen durch ein erwünschtes AOTF blockiert wird, um eine Nachspürsteuerung der ausgewählten Wellenlängen in der jeweiligen AOTF-Kaskadenschleife auszuführen, die auf dem Substrat 10 verbunden ist. Der zweite Überwachungsabschnitt 200 überwacht zu Beginn die Änderung der Einstellung oder Ähnliches des optischen wellenlängenvariablen Filters 1, um zuvor einen Steuerwert der AOTF-Kaskadenschleife, die auf dem Substrat 10 verbunden ist, zu erfassen, überwacht das Licht, das durch die überwachten AOTFs auf dem Substrat 10 hindurchdringt, das in Übereinstimmung mit den Parametern, die mit denen für die AOTFs identisch sind, arbeitet. Der Hochfrequenz- bzw. RF-Signalsteuerabschnitt 300 steuert RF-Signale, die den jeweiligen AOTFs zuzuführen sind, basierend auf den Überwachungsergebnisse der ersten und zweiten Überwachungsabschnitte 100 und 200, um die Betriebszustände der AOTFs zu steuern. Der RF-Signalsteuerabschnitt 300 hat eine Funktion äquivalent dem Steuerabschnitt 3B ausgewählter Wellenlänge, der in 1 gezeigt ist.
Das Substrat 10 ist derart aufgebaut, dass die fünf optischen Wellenleiter 21, 22, 23, 221 und 222 im Wesentlichen parallel zueinander auf einem aus beispielsweise LiNbO₃ erstellten Substratmaterial ausgebildet sind. Die optischen Wellenleiter 21 bis 23 werden für das Hauptsignal verwendet und die optischen Wellenleiter 221 und 222 werden für den zweiten Überwachungsabschnitt 200 verwendet. Die jeweiligen optisch en Wellenleiter 21, 22, 23 und 221, 222 sind mit Polarisationsstrahl-Aufspaltern (PBS) 31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b und 231a, 231b, 232a bzw. 232b jeweils an beiden Endabschnitten davon versehen. Auch wird das Substrat 10 mit Interdigital-Wandlern (IDT) 41, 42, 43 und 241, 242, bzw. mit Oberflächenwellenleitern bzw. SAW-Leitern 51, 52, 53 und 251, 252 in Entsprechung zu den optischen Wellenleitern 21, 22, 23 bzw. 221, 222 ausgebildet.
Als die jeweiligen PBSs 31a, 31b, 32a, 32b, 33a bzw. 33b für das Hauptsignal, können beispielsweise PBSs vom Querverbindungs-Wellenleitertyp oder Ähnliches verwendet werden. Hier sind die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse der PBSs, die an den Querverbindungs-Seiten der Querverbindungs-Wellenleiter angeordnet sind, jeweils mit den optischen Wellenleitern so verbunden, dass die jeweiligen PBSs aufgebaut sind, um vom TE-Moden-Übertragungstyp zu sein. Ferner ist es möglicht, als die jeweiligen PBSs 231a, 231b, 232a und 232b für den zweiten Überwachungsabschnitt 200 beispielsweise PBSs vom Querverbindungs-Wellenleitertyp und Ähnlichem zu verwenden. Hier jedoch sind die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse der PBSs 231a und 232b an den Querverbindungs-Seiten der Querverbindungs-Wellenleiter mit den optischen Wellenleitern jeweils verbunden, so dass die PBSs 231a und 232b ausgebildet sind, um einen TE-Moden-Übertragungstyp zu bilden während die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse der PBSs 231b und 232a, die an den Stegseiten der Querverbindungs-Wellenleiter positioniert sind, mit den optischen Wellenleitern jeweils so verbunden sind, dass die PBSs 231b und 232a aufgebaut sind um vom TM-Moden-Übertragungstyp zu sein.
Die jeweiligen IDTs 41 bis 43, 241 und 242 werden gemeinsam mit einem Signal einer gewünschten Frequenz f belegt, das erzeugt wird durch die RF-Signalerzeugungsschaltung 40, um jeweils akustische Oberflächenwellen (SAW) zu erzeugen. Beachte, wie später beschrieben wird, dass Positionen der jeweiligen IDTs 41 bis 43, 241 und 242 vorzugsweise derart festgelegt werden, dass Zusammenhänge zwischen den Ausbreitungsrichtungen der SAWs und den Ausbreitungsrichtungen von Lichtkomponenten innerhalb der jeweiligen optischen Wellenleiter jene sind, die Einflüsse ausgewählter Wellenlängen-Dopplerverschiebung und Ähnliches berücksichtigen.
Die SAW-Leiter 51 bis 53, 251 und 252 sind jene zum Ausbreiten jeweiliger SAWs, die bei den IDTs 41 bis 43, 241 und 242 durch die optischen Wellenleiter 21 bis 23, 221 und 222 jeweils erzeugt werden. Hier wird ein Fall gezeigt, in dem beispielsweise SAW-Leiter vom Richtkopplungstyp in erforderlicher Form durch Ti-Diffusion ausgebildet verwendet werden als SAW-Leiter 51 bis 53, 251 und 252.
In dem AOTF, das die SAW-Leiter vom Richtkopplertyp verwendet, werden bei den IDTs erzeugte erzeugte SAWs durch die SAW-Leiter erforderlicher Form einer Richtkopplung unterzogen, so dass SAWs, die am stärksten mit Licht interferieren, durch den optischen Wellenleiter in der Nähe des Zentrums des Moden-Wandlungsbereichs wandern. Demnach ist es möglich, die Unterdrückung der Seitenkolbenlevel in der Filterkennlinie von AOTF zu erreichen. Beachte, dass in den SAW-Leitern, die in 3 gezeigt sind, gekrümmte Formen verwendet werden, um die SAWs in Übereinstimmung mit einer weiteren gewünschten Funktion einer Richtkopplung zu unterziehen. Auf diese Weise wird es möglich, die Seitenkolbenlevel weiter effektiv zu unterdrücken.
Hier ist der Fall gezeigt, bei dem das AOTF, das den SAW-Leiter vom Richtkopplertyp verwendet, verwendet wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und es ist auch möglich, AOTF und Ähnliches zu verwenden, die mit SAW-Leitern vom Dünnschichttyp auf optischen Wellenleitern ausgebildet sind. Ferner kann für die AOTF unter Verwendung der SAW-Leiter vom Dünnschichttyp die Anordnung derart sein, dass die Längsrichtung jedes SAW-Leiters um einen erforderlichen Betrag in der Axialrichtung des optischen Wellenleiters geneigt ist, so dass die Ausbreitungsachse der SAW und die optische Achse einander bei einem geneigten Winkel schneiden. Durch Verwenden einer solchen Anordnung wird die Intensität von Oberflächenakustikwellen, die durch das Licht erfasst werden, in der Longitudinalrichtung gewichtet. Daher wird es möglich, die Unterdrückung eines Seitenkolbenlevels zu erzielen.
Der optische Zirkulator 4 ist eine typische optische Komponente, die mindestens drei Anschlüsse 4a, 4b und 4c einschließt, und das nicht nur in einer Richtung von dem Anschluss 4a zum Anschluss 4b, von dem Anschluss 4b zum Anschluss 4c und von dem Anschluss 4c zum Anschluss 4a überträgt. Der optische Zirkulator 4 ist mit dem optischen Eingangspfad 2_IN verbunden, dem verbindenden optischen Pfad 2_A , der zu einem PBS 5 zu verbinden ist, und dem optischen Ausgangspfad 2_OUT an dem Anschluss 4a, dem Anschluss 4b bzw. dem Anschluss 4c.
Der PBS 5 spaltet ein von dem Anschluss 4b des optischen Zirkulators 4 über den optischen Verbindungspfad 2_A gesendetes Eingangslicht in zwei Polarisations-Lichtanteile mit Polarisationsebenen auf, die orthogonal zueinander sind, um einen der beiden Polarisations-Lichtanteile an einem Ende des verbindenden optischen Pfades 2_B abzuheben, während der andere Polarisations-Lichtanteil an dem anderen Ende des verbindenden optischen Pfades 2_C abgegeben wird. Das andere Ende des verbindenden optischen Pfades 2_B ist mit dem PBS 31a verbunden, der an dem optischen Wellenlänge 21 des Substrats 10 angeordnet ist, und das andere Ende des verbindenden optischen Pfades 2_C ist mit dem PBS 32a verbunden, der an dem optischen Wellenleiter 22 des Substrates 10 angeordnet ist. Auch wird hier ein Polarisationsrotationsabschnitt 6 in den verbindenden optischen Pfad 2_C eingefügt. Der Polarisationsrotationsabschnitt 6 hat eine Funktion zum Drehen der Polarisationsebene des anderen Polarisations-Lichtanteils, der durch den PBS 5 abgespalten worden ist, um 90 Grad.
Der PBS 31b ist durch den optischen Verbindungspfad 2₁₃ verbunden, der an dem optischen Wellenleiter 23 angeordnet ist. Ferner ist der optisch Wellenleiter 22 des Substrats 10 angeordnete PBS 32b mit dem an dem Endabschnitt des optischen Wellenleiters 23 angeordneten PBS 33a durch den optischen Verbindungspfad 2₂₃ verbunden. Demnach sind die drei AOTFs für das Hauptsignal auf dem Substrat 10 kaskaden-verbunden in einer Schleife zwischen dem optischen Eingangspfad 2_IN und dem optischen Ausgangspfad 2_OUT .
Die verbindenden optischen Pfade 2_B , 2_C , 2₁₃ und 2₂₃ sind polarisationsbewahrende Fasern und hier werden beispielsweise Fasern vom PANDA-Typ verwendet. Jedoch ist der Aufbau der polarisationsbewahrenden Fasern nicht auf die Faser vom PANDA-Typ beschränkt und es ist auch möglich, eine bekannte strukturierte Faser zu verwenden. Ferner schließt jeder der optischen Verbindungspfade 2_B , 2_C , 2₁₃ und 2₂₃ einen Querverbindungsabschnitt C ein, der durch Drehen der Polarisationsachse im Wesentlichen um 90 Grad gesplicet (engl.: spliced) ist, wie in 4 gezeigt, und unterdrückt einen durch die Abweichung der Polarisationsachse bedingten Einfluss beim Verbinden einer optischen Einrichtung mit Polarisationsabhängigkeit durch die polarisationsbewahrende Faser, wie später beschrieben wird.
Darüber hinaus umfasst der erste mit dem Substrat 10 verbundene Überwachungsabschnitt 100 einen optischen Isolator 101A und einen Lichtempfänger 102A zum Überwachen einer abgenommenen Lichtkomponente von den sequentiell in einer Richtung durch die jeweiligen miteinander in einer Kaskaden-Schleife verbundenen AOTFs hindurchtretenden Lichtkomponenten, einen optischen Isolator 101B und einen Lichtempfänger 102B zum Überwachen einer abgenommenen Lichtkomponente von den in der anderen Richtung durch die jeweiligen miteinander in einer Kaskaden-Schleife verbundenen AOTFs hindurchtretenden Lichtkomponenten, und eine Schaltung 103, die Ausgangssignale durch die Lichtempfänger 102A und 102B photoelektrisch umgewandelt zusammenfasst zum Ausgeben eines Signals M1.
Hier ist ein Eingangsanschluss des optischen Isolators 101A mit einem TM-Moden-Ausgangsanschluss des PBS 31b auf die Substrat 10 über einen verbindenden optischen Pfad 2_D verbunden, während ein Eingangsanschluss des optischen Isolators 101B mit einem TM-Moden-Ausgangsanschluss des PBS 32b auf dem Substrat 10 über einen verbindenden optischen Pfad 2_E verbunden ist. Beachte, dass angenommen wird, dass eine Position zum Überwachend es abgenommenen Signals für das Licht in jeder Richtung bei einer AOTF-Stufe festgelegt ist, wobei die ausgewählte Wellenlänge am nächsten bei der zentralen Wellenlänge des Sperrbandes angeordnet ist, wie in dem Fall des Überwachungsabschnitts 3A der abgenommenen Lichtkomponente in der obigen Ausführungsform.
Zudem schließt der zweite mit dem Substrat 10 verbundene Überwachungsabschnitt 200 einen Optokoppler 201 auf dem Ozonoptischen Eingangspfad 2_IN ein, der einen Teil des eingegebenen Lichts bei einem erforderlichen Abzweigungsverhältnis (beispielsweise 10:1 oder ähnlich) abzweigt, einen PBS 202, der das von dem Optokoppler 201 abgezweigte Licht polarisationsaufspaltet zum Senden der aufgespaltenen Lichtkomponenten zu den jeweiligen Überwachungs-AOTFs auf dem Substrat 10, ein PBS 204, das die durch die Überwachungs-AOTFs auf dem Substrat 10 hindurchgeführten Polarisations-Lichtkomponenten multiplexiert, und einen Lichtempfänger 206, der das von dem PBS 204 multiplexierte Überwachungslicht in eine elektrisches Signal umwandelt, um hierdurch ein Überwachungssignal M2 auszugeben.
Der PBS 202 spaltet das von dem Optokoppler 201 über einen verbindenden optischen Pfad 2_F gesendete abgespaltene Licht in zwei Polarisations-Lichtkomponenten auf, deren Polarisationsebenen orthogonal zueinander sind und gibt eine der Polarisations-Lichtkomponenten an einem Ende eines verbindenden optischen Pfads 2_G aus während es die andere Polarisations-Lichtkomponente an einem Ende eines verbindenden optischen Pfades 2_H ausgibt. Das andere Ende des verbindenden optischen Pfads 2_G ist mit einem PBS 231a verbunden, der an dem optischen Wellenleiter 222 auf dem Substrat 10 angeordnet ist, und das andere Ende des verbindenden optischen Pfades 2_H ist durch PBS 232b verbunden, der an dem optischen Wellenleiter 222 des Substrats 10 angeordnet ist. Auch ist hier ein Polarisationsrotationsabschnitt 203 eingefügt auf dem verbindenden optischen Pfad 2_H . Der Polarisations-Rotationsabschnitt 203 hat eine Funktion zum Drehen der Polarisationsebene der anderen, von dem PBS 202 abgespaltenen Polarisations-Lichtkomponente um 90 Grad.
Der PBS 204 multiplexiert die Polarisations-Lichtkomponenten mit zueinander orthogonalen Polarisationsebenen, die die Überwachungs-AOTFs auf dem Substrat 10 durchlaufen haben und über jeweilige verbindende optische Pfade 2i und 2_J gesendet werden, um das multiplexierte Licht an den Lichtempfänger 206 auszugeben. Speziell wird ein von einem PBS 231b auf dem optischen Wellenleiter 221 des Substrates 10 ausgegebenes TM-Moden-Licht in den PBS 204 durch den verbindenden optischen Pfad 2_I eingegeben und gleichzeitig wird ein von einem PBS 232a auf dem optischen Wellenleiter 222 des Substrates 10 ausgegebenes TM-Moden-Licht durch den verbindenden optischen Pfad 2_J geführt und wird mit seiner Polarisationsebene bei einem Polarisationsdrehabschnitt 205 um 90 Grad gedreht, um in den PBS 204 eingegeben zu werden.
Für die jeweiligen verbindenden optischen Pfade 2_D , 2_E , 2_G , 2_H , 2_I und 2_J , die in den ersten und zweiten Überwachungsabschnitten 100 und 200 verwendet werden, werden optischen Pfade vom Polarisationsbewahrungstyp wie PANDA-Fasern verwendet und jeder optische Pfad schließt in der Nähe des Zentrums in Längsrichtung den Querverbindungsabschnitt C desselben Aufbaus ein wie in der oben erwähnten 4.
Es wird vorgezogen, dass zwei Endflächen des Substrats 10, die einander gegenüberliegen, an die die jeweiligen optischen Pfade für das Hauptsignal und für die Überwachung verbunden werden, abgeschrägt sind um erforderliche Winkel, um einen Einfluss reflektierten Lichts an den Oberflächen, die mit den jeweiligen optischen Pfaden verbunden sind, zu reduzieren, wie beispielsweise in 5 gezeigt. Auch wird vorgezogen, dass die optischen Fasern, die mit jeweiligen Substrat-Endflächen zu verbinden sind, in einem Faser-Array angeordnet sind, wie beispielsweise in 6 gezeigt. Beachte, dass die parallel zu den jeweiligen optischen Verbindungspfaden 2₁₃ und 2₂₃ in 6 bereitgestellten optischen Fasern zum Extrahieren der abgenommenen Lichtkomponenten und Ähnliches sind, deren Durchlassen durch die AOTFs bei jeweiligen Stufen zu blockieren ist. Eine Anordnung für die Polarisationsachsen der polarisationsbewahrenden Fasern innerhalb des Faser-Arrays ist wünschenswerter Weise festzulegen, die Symmetrie mit einem Faser-Array beachtend, das an der gegenüberliegenden Seite mit der Substrat-Endfläche verbunden ist, so dass die Arten der beidseitigen Faser-Arrays dieselben sind.
In dem optischen wellenlängenvariablen Filter 1 mit dem oben erwähnten Aufbau wird das sich durch den optischen Eingangspfad 2_IN ausbreitende Licht zu dem PBS 5 über den optischen Zirkulator 4 und den verbindenden optischen Pfad 2_A gesendet und in zwei zueinander orthogonale Polarisations-Lichtanteile aufgespaltet, die jeweils in die verbindenden optischen Pfade 2_B und 2_C einzugeben sind. Der an dem verbindenden optischen Pfad 2_C ausgegebene Polarisations-Lichtanteil wird in seiner Polarisationsebene um 90 Grad durch den Polarisationsrotationsabschnitt 6 gedreht, um mit der Polarisationsrichtung des zu dem verbindenden optischen Pfad 2_B ausgegebenen Polarisations-Licht ausgerichtet zu sein. Dann werden die jeweiligen durch die verbindenden optischen Pfade 2_B und 2_C ausgebreiteten Polarisations-Lichtanteile jeweils an die PBSs 31a und 32a auf dem Substrat 10 ausgegeben als TE-Moden-Lichtkomponenten. Beachte, dass in 3 die Polarisationsrichtungen von sich ausbreitenden Lichtkomponenten gemeinsam mit dem Querabschnitt der Anordnung der Polarisationsachsen der PRNDA-Typ-Fasern angegeben werden, so dass die Polarisationsrichtungen von sich ausbreitenden Lichtkomponenten bei den jeweiligen Abschnitten der in einer Kaskadenschleife verbundenen optischen Pfade klar verstanden werden kann.
Der zu dem PBS 31a gegebene TE-Moden-Lichtanteil wird durch diesen hindurchgeführt und breitet sich durch den optischen Wellenleiter 21 in Richtung des PBS 31b aus. Zu diesem Zeitpunkt wird eine als ein Ergebnis davon, dass das Hochfrequenzsignal der Frequenz f von der Hochfrequenzsignal-Erzeugungsschaltung 40 auf den IDT 41 angewendet wird, erzeugte SAW entlang der optischen Wellenleiters 21 durch den SAW-Leiter 51 geleitet, um sich in derselben Richtung (der Vorwärtsrichtung) auszubreiten wie die sich ausbreitende Lichtkomponente innerhalb des optischen Wellenleiters 21. Bedingt durch den akusto-optischen Effekt durch diese SAW wird nur der Lichtanteil der Wellenlänge, die der Frequenz der SAW (der ausgewählten Wellenlänge) entspricht von dem TE-Moden-Licht, das sich innerhalb des optischen Wellenleiters 21 ausbreitet, in ein TM-Moden-Licht modengewandelt. Dann erreichen die Lichtanteile jeweiliger Modi den PBS 31b, die TE-Moden-Lichtkomponente der Wellenlängen, die sich von der ausgewählten Wellenlänge (nicht ausgewählte Wellenlängen) unterscheiden, die nicht modengewandelt worden sind, durchlaufen den PBS 31b, um an den verbindenden optischen Pfad 2₁₃ ausgegeben zu werden, während die modengewandelten TM-Moden-Lichtkomponente der ausgewählten Wellenlänge durch den PBS 31b als eine abgenommene Lichtmenge abgezweigt wird, um an den optischen Isolator 101A des ersten Überwachungsabschnitts 100 gesendet zu werden.
Die an den verbindenden optischen Pfad 2₁₃ ausgegebene TE-Moden-Lichtkomponente durchläuft die Faser vom PANDA-Typ, die um 90 Grad gesplicet ist, in der Nähe des Zentrums in Längsrichtung, um zu dem PBS 33b auf dem optischen Wellenleiter 23 gesendet zu werden. Zu dieser Zeit werden eine periodische wellenlängenabhängige Dämpfung oder Polarisationsmodendispersion (PMD), die durch die in der Faser vom PANDA-Typ verursachte Interpolarisationsmoden-Interferenz bedingt ist, und eine in dem PBS auf dem Substrat 10 verursachte Polarisationsabhängige Dämpfung (PDL) und Ähnliches vor und hinter dem 90-Grad-Splice-Punkt versetzt, um unterdrückt zu werden.
Hier wird die innerhalb des optischen Pfads vom polarisationsbewahrenden Typ verursachte Interpolarisationsmoden-Interferenz beschrieben.
In einem Fall, in dem eine Vielzahl optischer Vorrichtungen mit jeweiliger Polarisationsabhängigkeit durch polarisationsbewahrende Fasern oder Ähnliches verbunden werden, ist es ideal, die Verbindung durch vollständiges Koinzidieren der Polarisationsachsenrichtungen (schnelle Achsen, langsame Achsen) der polarisationsbewahrenden Faser mit der Achsenrichtung des Polarisations-Lichts durchzuführen, das in die optischen Vorrichtungen einzugeben bzw. aus ihnen auszugeben ist. In der tatsächlichen Verbindung der polarisationsbewahrenden Faser mit der optischen Vorrichtung ist es jedoch schwierig, die Achsenrichtungen vollständig miteinander koinzidieren zu lassen und demnach kann eine gewisse Achsenabweichung nicht vermieden werden.
Wenn die Achsenabweichung wie oben erwähnt verursacht wird, wird wie in 7 gezeigt, die Interpolarisationsmoden-Interferenz der polarisationsbewahrenden Faser verursacht, die in der periodischen wellenlängenabhängigen Dämpfung in der Übertragungskennlinie der optischen Vorrichtung resultiert. Die Periode dieser periodischen wellenlängenabhängigen Dämpfung wird 1/τ, wenn eine Differenz zwischen den Ausbreitungszeiten von schnellen Achsen und langsamen Achsen der polarisationsbewahrenden Faser τ ist. Eine solche durch die Interpolarisationsmoden-Interferenz der polarisationsbewahrenden Faser bedingte periodische wellenlängenabhängige Dämpfung verursacht eine Änderung im Pendel von übertragenem Licht in einem optischen Filter vom Bandsperrentyp in Übereinstimmung mit der Wellenlänge, um zu Verschlechterung der Eigenschaften zu führen.
Daher werden in dem vorliegenden optischen wellenlängenabhängigen Filter 1 durch Splicen der Faser vom PANDA-Typ durch Drehen der Polarisationsachse davon um 90 Grad in der Nähe des Zentrums des verbindenden optischen Pfads in Längsrichtung die jeweiligen Richtungen der schnellen Achse und der langsamen Achse vor und hinter dem Splice-Punkt umgeschaltet, so dass das durch den verbindenden optischen Pfad zu führende Polarisations-Licht durch die jeweiligen Polarisationsachsen für im Wesentlichen gleiche Abstände geführt wird. Demnach sollte die oben erwähnte periodische wellenlängenabhängige Dämpfung PMD oder PDL ausgeräumt werden.
Die zu dem PBS 33b auf dem Substrat 10 gesendete TE-Moden-Lichtkomponente durchläuft diesen und breitet sich innerhalb des optischen Wellenleiters 23 in Richtung des PBS 33a aus. Zu diesem Zeitpunkt breitet sich eine bei dem IDT 43 erzeugte und durch den SAW-Leiter 53 geführte SAW in einer Rückwärtsrichtung zu dem ausgebreiteten Licht innerhalb des optischen Wellenleiters 23 aus. Bedingt durch den optoakustischen Effekt durch diese SAW werden nur Lichtkomponenten in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlänge von den TM-Moden-Lichtkomponenten, die sich in dem optischen Wellenleiter 23 ausbreiten, modengewandelt in eine TM-Moden-Lichtkomponente. Dann, wenn die Lichtkomponenten jeweiliger Moden den PBS 33a erreichen, durchlaufen TE-Moden-Lichtkomponenten nicht ausgewählter Wellenlängen, die nicht modengewandelt sind, den PBS 33a, um zu dem verbindenden optischen Pfad 2₂₃ ausgegeben zu werden, während modengewandelte TM-Moden-Lichtkomponenten ausgewählter Wellenlänge durch den PBS 33a abgezweigt werden.
Die TE-Moden-Lichtkomponente, die an den verbindenden optischen Pfad 2₂₃ abgegeben wird, wird zu dem PBS 32b auf dem optischen Wellenleiter 22 gesendet während die periodische wellenlängenabhängige Dämpfung und Ähnliches davon durch Hindurchführen durch die Faser vom PANDA-Typ mit dem Querschnittsabschnitt C in derselben Weise unterdrückt werden, wie wenn sie durch den verbindenden optischen Pfad 2₁₃ geführt würden.
Das zu dem PBS 32b gesendete TE-Moden-Licht durchläuft diesen und breitet sich innerhalb der optischen Wellenleiters 22 in Richtung des PBS 32a aus. Zu dieser Zeit breitet sich eine bei dem IDT 42 erzeugte und durch den SAW-Leiter 52 geführte SAW in einer Vorwärtsrichtung zu dem sich ausbreitenden Licht innerhalb des optischen Wellenleiters 22 aus. Bedingt durch den opto-akustischen Effekt durch diese SAW wird nur die Lichtkomponente der ausgewählten Wellenlänge von den sich durch den optischen Wellenleiter 22 ausbreitenden TE-Moden-Lichtkomponenten in ein TM-Moden-Licht modengewandelt. TE-Moden-Lichtkomponenten von nicht ausgewählter Wellenlänge, die nicht modengewandelt worden sind, durchlaufen den PBS 32a, um zu dem verbindenden optischen Pfad 2_C ausgegeben zu werden, während die modengewandelten TM-Moden-Lichtkomponente der ausgewählten Wellenlänge durch den PBS 32a abgezweigt wird. Die TE-Moden-Lichtkomponenten, die an den verbindenden optischen Pfad 2_C ausgegeben werden, werden mit ihrer Polarisationsebene um 90 Grad durch den Polarisationsrotationsabschnitt 6 auf dem verbindenden optischen Pfad 2_C gedreht und dann zu dem PBS 5 zurückgegeben.
Die jeweils ausgewählten Wellenlängen, die bei den jeweiligen optischen Wellenleitern 21 bis 23 modenzuwandeln sind, sind geringfügig unterschiedlich zueinander bedingt durch die ausgewählte Wellenlängen-Dopplerverschiebung, die im Folgenden zu beschreiben ist, oder inhärente Wellenlängenabweichung, die durch Schwankungen in Herstellungsprozessen des Substrats 10 verursacht werden, selbst wenn in einem Aufbau, in dem das Hochfrequenzsignal gemeinsam an die IDTs 41 bis 43 angelegt wird.
Hier wird die ausgewählte Wellenlängen-Dopplerverschiebung beschrieben.
Die ausgewählte Wellenlängen-Dopplerverschiebung ist ein Phänomen, bei dem die Wellenlängen des Polarisationsmoden zu wandelnder Lichtkomponenten bedingt durch den akustooptischen Effekt unterschiedlich voneinander werden abhängig von einem Zusammenhang zwischen der Ausbreitungsrichtung des Lichts innerhalb des optischen Wellenleiters und der einer SAW, die entlang diesem optischen Wellenleiter übertragen wird. Dieses Phänomen wird durch dieselbe Theorie verursacht, wie das der typisch bekannten Dopplerverschiebung, und im obigen Fall kann überlegt werden, dass die Wellenlänge (Frequenz) der SAW vom Licht her betrachtet geändert wird. Demgemäß wird beispielsweise, wie in 8 gezeigt, wenn die Ausbreitungsrichtung des Lichts dieselbe Vorwärtsrichtung ist wie die Ausbreitungsrichtung der SAW, die Wellenlänge der SAW, wie sie von dem Licht gefühlt wird, länger. Demgegenüber, wenn die Ausbreitungsrichtung des Lichts die entgegengesetzte Richtung zu der Ausbreitungsrichtung der SAW ist, wird die Wellenlänge der SAW wie von dem Licht gefühlt, länger. Die ausgewählte Wellenlänge λ kann in einem durch eine solche Dopplerverschiebung beeinflussten Fall durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden;
wobei λ₀ die ausgewählte Wellenlänge in einem Fall ist, in dem die SAW statisch ist, ν eine Geschwindigkeit der SAW ist und c eine durchschnittlicht Lichtgeschwindigkeit in dem optischen Wellenleiter ist.
Demgemäß kann eine dadurch verursachte ausgewählte Wellenlängendifferenz Δλ, ob die Ausbreitungsrichtungen des Lichts und der SAW die Vorwärtsrichtungen sind oder entgegengesetzte Richtungen, durch die folgende Gleichung (2) dargestellt werden.
In dem optischen wellenlängenvariablen Filter 1 vom Sperrtyp mit drei AOTFs in einer Kaskadenschleife verbunden, wie in 3 gezeigt, sind die ausgewählten Wellenlängen in den AOTFs bei jeweiligen Stufen unterschiedlich voneinander bedingt durch die inhärente Wellenlängenabweichung, die durch Variationen in dem Herstellungsprozess des Substrats 10 verursacht werden zusätzlich zu der ausgewählten Wellenlängendifferenz Δλ, die durch die oben erwähnte ausgewählte Wellenlängen-Dopplerverschiebung bedingt ist. Die durch Schwankungen im Herstellungsprozess verursachte Wellenlängenabweichung ist beispielsweise inhärent in individuellen Substraten bedingt durch Herstellungsfehler in der Breite der optischen Wellenleiter 21 bis 23 bei jeweiligen Stufen bedingt.
Da die Wellenlängenkennlinie des optischen wellenlängenvariablen Filters 1 als eine Prämisse betrachtet wird zum Sicherstellen einer erforderlichen Breite des Sperrbandes durch geringfügiges Abweichen der ausgewählten Wellenlängen der AOTFs bei jeweiligen Stufen voneinander, wie in 2C gezeigt, wird hier die aufgrund von Schwankungen im Herstellungsprozess dem Substrat inhärente Wellenlängenabweichung berücksichtigt und auch die ausgewählte Wellenlängendifferenz Δλ, die durch ausgewählte Wellenlängen-Dopplerverschiebung bedingt ist, wird verwendet, um das Einstellen der voneinander abgewichenen ausgewählten Wellenlängen wie oben beschrieben festzulegen.
Speziell, wenn die ausgewählten Wellenlängen in Entsprechung zu den jeweiligen optischen Wellenleitern 21, 22, 23 zu λ_1F, λ_2F bzw. λ_3F gemacht werden, wenn SAWs derselben Frequenz f in den Vorwärtsrichtungen der ausgebreiteten Lichtkomponenten vorliegen, während die ausgewählten Wellenlängen in Entsprechung zu den jeweiligen optischen Wellenleitern 21, 22, 23 wenn die SAWs derselben Frequenz f in den Rückwärtsrichtungen in den ausgebreiteten Lichtkomponenten vorliegen zu λ_1R, λ_2R und λ_3R gemacht werden, dann treten verschiedene Muster in der Wellenlängenabweichung auf, die durch Wahrscheinlichkeiten im Herstellungsprozess verursacht inhärent ist für das Substrat, wie beispielsweise in 9A bis 9C gezeigt. Solche Wellenlängenabweichungsmuster der dreistufigen AOTFs können in sechs Muster P1 bis P6 klassifiziert werden, wie in 9D gezeigt, wenn die Werte von λ_2R – λ_1R auf der horizontalen Achse angeordnet werden und die Werte von λ_3R – λ_1R auf den Querachse dargestellt werden mit der ausgewählten Wellenlänge λ1R als Referenz.
Um die ausgewählten Wellenlängen zu realisieren, die geringfügig zwischen den jeweiligen Stufen abweichen, wie in 2C gezeigt, ist es erforderlich, die optimalen Kombinationen der Wellenlängenabweichung der Muster P1 bis P6 zu bestimmen mit der durch die ausgewählte Wellenlängen-Dopplerverschiebung bedingten Wellenlängendifferenz. Beim Bestimmen der optimalen Kombinationen ist es wünschenswert, die Bedingung zu betrachten, dass der Verbindungszusammenhang, in welchem solche Arten von Faser-Arrays, wie in 6 erläutert, an beiden Enden des Substrats 10 identisch gemacht werden können, und der Verbindungszusammenhang des Eingangs und Ausgangs zum Unterdrücken eines Einflusses durch Streulicht, wie im Folgenden beschrieben wird, gleichzeitig erfüllt werden.
In einem Fall, in dem eine Vielzahl von auf demselben Substrat integrierten optischen Vorrichtungen verbunden sind, um verwendet zu werden, durchlaufen die meisten der von einem Substrateingabeabschnitt eingegebenen Lichtkomponenten die optischen Vorrichtungen, jedoch, wie durch einen Pfeil in unterbrochenen Linien in 3 gezeigt, wird ein Teil der eingegebenen Lichtkomponenten in das Substrat emittiert um als Streulicht S ausgebreitet zu werden. Dieses Streulicht S wird leicht in einen Ausgangsabschnitt eingekoppelt, während es an den optischen Vorrichtungen vorbeigeführt worden ist, hierdurch eine Verschlechterung des Extinktionsverhältnisses und Ähnlichem verursachend.
Um ein solches Leck-Phänomen des Streulichts S von der Eingangsseite zur Ausgangsseite wirksam zu unterdrücken, beispielsweise in einem Fall, in dem eine Vielzahl optischer Vorrichtungen auf demselben Substrat kaskaden-verbunden sind, um verwendet zu werden, ist ein solcher Verbindungszusammenhang vorzusehen, dass beide Enden des durch alle optischen Vorrichtungen verlaufenden optischen Pfades an derselben Endfläche des Substrats positioniert sind. Durch Realisieren eines solchen Verbindungszusammenhangs wird Streulicht S von der Eingangsseite kaum zu dem Licht gekoppelt, das sich innerhalb des optischen Pfades zur Ausgangsseite ausbreitet.
Die optimalen Kombinationen, die alle Bedingungen der oben erwähnten ausgewählten Wellenlängen-Dopplerverschiebung und Ähnlichem einschließlich des Verbindungszusammenhangs von Eingang und Ausgang zum Unterdrücken des obigen Einflusses des Streulichts können in Entsprechung zu jeweiligen Mustern P1 bis P6 in 9D bestimmt werden, und die Kombinationsergebnisse sind in 10 gezeigt.
In 10 zeigen die an beiden Enden des Substrats angegebenen Ziffern ➀ bis ➅ die Verbindungsreihenfolgen von AOTFs bei jeweiligen Stufen. Ferner zeigen Zeichen wie z.B. "F-F-R" (Vorwärts-Vorwärts-Rückwärts), die an dem oberen Teil des Substrats angegeben sind, die Ausbreitungsrichtung der SAW relativ zum durch den an der oberen Stufe des Substrats in der Figur angeordneten optischen Wellenleiter sich ausbreitenden Licht, die Ausbreitungsrichtung der SAW relativ zu dem sich durch den bei der mittleren Stufe des Substrats angeordneten optischen Wellenleiter ausbreitenden Lichts, und die Ausbreitungsrichtung der SAW relativ zu dem sich durch den an der unteren Stufe des Substrats angeordneten optischen Wellenleiter ausbreitenden Lichts in dieser Abfolge. Ferner sind Anordnungen jeweiliger Polarisationsachsen davon wenn die jeweiligen mit beiden Enden des Substrats verbundenen Fasern vom PANDA-Typ zu Faser-Arrays derselben Art gemacht werden, an den rechten und linken Seiten des Substrats gezeigt.
Der Aufbau des in 3 gezeigten optischen wellenleitervariablen Filters legt den Verbindungszusammenhang in Entsprechung zu dem Muster P1 der 10 dar. Für die ausgewählte Wellenlängen-Dopplerverschiebung wird die Anordnung der IDTs 41, 43 und 42 bei den jeweiligen Stufen so festgelegt, dass in dem über den verbindenden optischen Pfad 2_B gegebenen Licht die Ausbreitungsrichtung der SAW in dem AOTF der ersten Stufe in Entsprechung zu dem optischen Wellenleiter 21 die Vorwärtsrichtung ist, die Ausbreitungsrichtung der SAW in dem AOTF der zweiten Stufe in Entsprechung zu dem optischen Wellenleiter 23 die Rückwärtsrichtung ist und die Ausbreitungsrichtung der SAW in dem AOTF der dritten Stufe in Entsprechung zu dem optischen Wellenleiter 22 die Vorwärtsrichtung ist. In dem AOTFs bei jeweiligen Stufen wird, da das Hochfrequenzsignal (RF-Signal) derselben Frequenz zu den IDTs gegeben wird, die Wellenlängendifferenz, die durch die ausgewählte Wellenlängen-Dopplerverschiebung in Entsprechung zu der obigen Gleichung (2) bedingt ist, zwischen den ausgewählten Wellenlängen bei den ersten und dritten Stufen und die ausgewählte Wellenlänge bei der zweiten Stufe verursacht. Demnach wird es durch Kombinieren der Wellenlängendifferenz mit der inhärenten Wellenlängenabweichung des Musters P1 möglich, die Filterkennlinie, wie in 2C gezeigt, zu realisieren.
In dem optischen wellenlängenvariablen Filter 1 wird das von der PBS 5 zu der PBS 32a des Substrats 10 über den verbindenden optischen Pfad 2_C und den Polarisationsrotationsabschnitt 6 gegebene TE-Moden-Licht durch die die AOTFs der jeweiligen Stufen sequentiell geführt über den verbindenden optischen Pfad 2_B zu der PBS 31a des Substrates 10 gegeben wird, es wird nämlich sequentiell durch den optischen Wellenleiter 22, die PBS 32a, den verbindenden optischen Pfad 2₂₃ , die PBS 33a, den optischen Wellenleiter 23, die PBS 33b, den verbindenden optischen Pfad 2₁₃ , die PBS 31b, den optischen Wellenleiter 21 und die PBS 31a geführt, um zu dem verbindenden optischen Pfad 2_B ausgegeben zu werden, und wird zurückgeführt zu dem PBS 5 unter dem unveränderten Polarisationszustand ohne dass die Polarisationsebene davon gedreht wird. In dieser Rückwärtsausbreitung des Polarisations-Lichts wird die der ausgewählten Wellenlänge entsprechende modengewandelte TM-Moden-Lichtkomponente, wenn sie sich durch den optischen Wellenleiter 22 ausbreitet, durch den PBS 32b als abgenommene Lichtkomponente abgezweigt, um zu dem optischen Isolator 101B des ersten Überwachungsabschnitts 100 gesendet zu werden.
Die jeweiligen Polarisations-Lichtkomponenten, deren Polarisationsebenen orthogonal zueinander sind, die zu dem PBS 5 über die verbindenden optischen Pfade 2_B und 2_C zurückgegeben werden, werden durch den PBS 5 multiplexiert und daraufhin zu dem optischen Zirkulator 4 über den verbindenden optischen Pfad 2_A gesendet, um zu dem optischen Ausgangspfad 2_OUT ausgegeben zu werden, nachdem sie von dem Anschluss 4b zu dem Anschluss 4c geführt worden ist.
Wie oben erwähnt, breitet sich, wenn die Polarisations-Lichtkomponenten von den verbindenden optischen Pfaden 2_B und 2_C sich in zwei Richtungen durch die dreistufigen in einer Kaskadenschleife auf dem Substrat 10 verbundenen AOTFs ausgebreitet haben, das Streulicht S, das von jeder der PBSs 31a und 32a an dem einen Ende jedes optischen Wellenleiters 21 bzw. 22 gebildet wird, in Richtung der Endfläche der gegenüberliegenden Seite der optischen Eingangsseite des Substrates 10 aus. Da jedoch die verbindenden optischen Pfade 2_B und 2_C mit den PBS 31a bzw. 32a an derselben Endfläche des Substrates 10 angeordnet jeweils verbunden sind, wird das Leck-Phänomen des Streulichts von der Eingangsseite zur Ausgangsseite unterdrückt.
Darüber hinaus werden in dem optischen wellenlängenvariablen Filter 1 die abgenommenen Lichtkomponenten, die von den PBS 31b und 32b abgezweigt werden, durch die optischen Isolatoren 101A bzw. 101B des ersten Überwachungsabschnitts 100 geführt, um in elektrische Signale bei den Lichtempfängern 102A bzw. 102B umgewandelt zu werden und werden ferner aufaddiert durch die Schaltung 103, um zu dem Hochfrequenzsignal-Steuerabschnitt 300 als Überwachungssignal M1 gesendet zu werden. In dem Hochfrequenzsignalsteuerabschnitt 300 werden die Wellenlängen der abgenommenen Lichtkomponenten basierend auf dem Überwachungssignal M1 erfasst, und ein Betrag der Wellenlängenabweichung zu dem zuvor festgelegten Steuerwert (ausgewählte Wellenlänge) wird basierend auf dem Überwachungsergebnis durch den zweiten Überwachungsabschnitt 200 erhalten.
In dem Hochfrequenzsignal-Steuerabschnitt 300 ist als ein Verfahren zum Erfassen der Spitzenwellenlängen der abgenommenen Lichtkomponenten basierend auf dem Überwachungssignal M1, beispielsweise ein Verfahren zum Hinzufügen eines "Zitterns" zu der Frequenz f des Hochfrequenzsignals, das gemeinsam an die IDTs 41 bis 43 bei den jeweiligen Stufen anzulegen ist, geeignet. Speziell werden in einem Fall, in dem die Frequenz f des Hochfrequenzsignals beispielsweise festgelegt wird auf 170 MHz, 4 kHz oder ähnlich als die Frequenz Δf des Zitterns festgelegt und das Hochfrequenzsignal (RF-Signal), dessen Frequenz innerhalb eines Bereichs von f ± Δf schwankt, wird an jede der IDTs 41 bis 43 angelegt. Demnach schwanken die ausgewählten Wellenlängen, die bei den jeweiligen Stufen in den AOTFs modenzuwandeln sind, in Entsprechung zu der Frequenz Δf des Zitterns. Demgemäß schließt das durch den ersten Überwachungsabschnitt 100 zu überwachende Überwachungssignal M1 Frequenzkomponenten in Entsprechung zu dem Zittern ein. Demnach wird es möglich, die Spitzenwellenlängen der tatsächlichen abgenommenen Lichtkomponenten unter Verwendung der erfassten Frequenzkomponenten zu erfassen.
Auch in dem Fall, in dem das Zittern zu der Frequenz des RF-Signals, wie oben beschrieben, hinzugefügt wird, wird die abgenommene Lichtquelle von der AOTF-Stufe in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlängen, die am nächsten bei der Zentralwellenlänge des Sperrbandes liegt, herausgenommen, um die abgenommene Lichtkomponente durch den ersten Überwachungsabschnitt 100 zu überwachen und es ist möglich, die Spitzenwellenlänge der abgenommenen Lichtkomponente zuverlässig zu erfassen. Das heißt, wenn die von der AOTF-Stufe, deren ausgewählte Wellenlänge am Endabschnitt des Sperrbandes angeordnet ist, abgenommene Lichtkomponente überwacht wird, erreicht die Wellenlänge der durch das Zittern schwankenden abgenommenen Lichtkomponente die Wellenlängenzone, bei der die Durchlässigkeit stark verändert wird, so dass der Pegel der durch den ersten Überwachungsabschnitt 100 zu überwachenden abgenommenen Lichtkomponente stark geändert wird, was hierdurch in einer Möglichkeit resultiert, dass die Spitzenwellenlänge der abgenommenen Lichtkomponente nicht exakt erfasst werden kann. Eine solche Situation kann jedoch vermieden werden durch Herausnehmen der abgenommenen Lichtkomponente von der AOTF-Stufe, deren ausgewählte Wellenlänge bei der Mitte des Sperrbandes angeordnet ist, um die abgenommene Lichtkomponente zu überwachen, es hierdurch ermöglichend, eine stabile Spitzenwellenlängenerfassung zu realisieren.
In dem Aufbau der 3 wird die Einstellung der gesperrten Wellenlängen (der ausgewählten Wellenlängen) in Entsprechung zu den optischen Wellenleitern 21 bis 23 auf dem Substrat 10 in dem Zusammenhang angegeben, wie in 11 gezeigt.
Demnach wird für die Lichtkomponente, die zu dem Substrat 10 über den verbindenden optischen Pfad 2_B gegeben wird und die sich sequentiell durch die optischen Wellenleiter 21, 23 und 22 ausbreitet, das Überwachen an der abgenommenen Lichtkomponente in dem optischen Wellenleiter 21 in Entsprechung zu der Wellenlänge λ_1F durchgeführt, die sich im Wesentlichen beim Zentrum des Sperrbandes befindet, abhängig von dem Zusammenhang der Sperr-Wellenlänge, wie durch eine fette Linie in der Figur gezeigt. Darüber hinaus wird für die Lichtkomponente, die zu dem Substrat 10 über den verbindenden optischen Pfad 2_C gegeben wird und sich sequentiell durch die optischen Wellenleiter 22, 23 und 21 ausbreitet, die Überwachung an der abgenommenen Lichtkomponente in dem optischen Wellenleiter 22 in Entsprechung zu der Wellenlänge λ_2R abhängig von dem Zusammenhang der Sperrwellenlänge durchgeführt, wie sie durch eine dünne Linie in der Figur gezeigt wird.
Basierend auf den Spitzenwellenlängen der abgenommenen Lichtkomponenten, die in der obigen Weise erfasst werden, wird der Wellenlängenabweichungsbetrag des zuvor festgelegten Steuerwertes (ausgewählte Wellenlänge) basierend auf dem Überwachungsergebnis durch den zweiten Überwachungsabschnitt 200 erhalten, und ein Steuersignal zum Korrigieren der Frequenz des Hochfrequenzsignals wird in Übereinstimmung mit dem Wellenlängenabweichungsbetrag erzeugt, um an die Hochfrequenzsignal-Erzeugungsschaltung 40 ausgegeben zu werden. Dann wird in der Hochfrequenzsignal- Erzeugungsschaltung 40 in Übereinstimmung mit dem Steuersignal von dem Hochfrequenzsignal-Steuerabschnitt 300 die Frequenz f des Hochfrequenzsignals korrigiert, und das korrigierte RF-Signal wird gemeinsam an die IDTs 41 bis 43 bei den jeweiligen Stufen angelegt. Demnach wird es, selbst wenn die Filterkennlinie bedingt durch eine Änderung in der Temperatur, eine Verschlechterung mit dem Verstreichen der Zeit oder Ähnliches verändert wird, möglich, zuverlässig und stabil eine Lichtkomponente gewünschter Wellenlänge vom Durchgelassenwerden abzuhalten durch Nachverfolgen und Steuern der Frequenz des Hochfrequenzsignals.
Ferner wird hier zum Startzeitpunkt oder beim Ändern von Einstellungen ein Prozess zum vorangehenden Erfassen des Steuerwertes der auf dem Substrat 10 in einer Kaskadenschleife verbundenen AOTFs basierend auf dem Überwachungssignal M2 von dem zweiten Überwachungsabschnitt 200 ausgeführt. In dem zweiten Überwachungsabschnitt 200 wird das Licht, das durch die Überwachungs-AOTFs geführt wird, die in Übereinstimmung mit demselben Parameter arbeiten wie für die dreistufigen auf dem Substrat 10 kaskadenverbundenen AOTFs, überwacht. Das heißt, das von dem Optokoppler 201 auf dem optischen Eingangspfad 2_IN abgezweigte Licht wird Polarisationsgespalten durch die PBS 202. Eine der Polarisations-Lichtkomponenten wird als eine TE-Moden-Lichtkomponente an den PBS 231a auf dem optischen Wellenleiter 221 des Substrats 10 über den verbindenden optischen Pfad 2_G gegeben, um sich innerhalb des optischen Wellenleiters 221 in Richtung des PBS 231b auszubreiten. Zu dieser Zeit wird bedingt durch den opto-akustischen Effekt der bei dem IDT 241 erzeugten und sich durch den SAW-Leiter 251 ausbreitenden SAW nur die Lichtkomponente in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlänge von den TE-Moden-Lichtkomponenten, die sich innerhalb des optischen Wellenleiters 221 ausbreiten, modengewandelt in eine TM-Moden-Lichtkomponente. Dann durchläuft, wenn die jeweiligen Moden-Lichtkomponenten den PBS 231b erreichen, die modengewandelte TM-Moden-Lichtkomponente der selektiven Wellenlänge diesen und wird zu dem PBS 204 über den verbindenden optischen Pfad 2_I gesendet.
Demgegenüber wird die andere durch den PBS 202 polarisationsgespaltene Polarisations-Lichtkomponente in ihrer Polarisationsebene um 90 Grad durch den Polarisationsrotationsabschnitt 203 gedreht und dann als eine TE-Moden-Lichtkomponente an den PBS 232b auf dem optischen Wellenleiter 222 des Substrats 10 über den verbindenden optischen Pfad 2_H gegeben, um sich innerhalb des optischen Wellenleiters 222 in Richtung des PBS 232a auszubreiten. Zu dieser Zeit wird bedingt durch den akusto-optischen Effekt der bei dem IDT 242 erzeugten und sich durch den SAW-Leiter 252 ausbreitenden SAW nur die Lichtkomponente in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlänge von den sich innerhalb des optischen Wellenleiters 222 ausbreitenden TE-Moden-Lichtkomponenten in eine TM-Moden-Lichtkomponente modengewandelt. Dann tritt, wenn die jeweiligen Moden-Lichtkomponenten den PBS 232a erreichen, die modengewandelte TM-Moden-Lichtquelle der ausgewählten Wellenlänge durch diesen hindurch und wird mit ihrer Polarisationsebene um 90 Grad durch den Polarisationsrotationsabschnitt 205 gedreht und dann zu dem PBS 204 über den verbindenden optischen Pfad 2_J gesendet.
In dem PBS 204 werden die Polarisations-Lichtkomponenten mit zueinander orthogonalen Polarisationsebenen von den verbindenden optischen Pfaden 2_I und 2_J multiplexiert, um zu dem Lichtempfänger 206 gesendet zu werden. In dem Lichtempfänger 206 wird das Überwachungssignal von dem PBS 204 in ein elektrisches Signal umgewandelt, um an den RF-Signalsteuerabschnitt 300 als Überwachungssignal M2 abgegeben zu werden.
In dem RF-Signalsteuerabschnitt 300 wird zum Zeitpunkt des Startens oder wenn die Einstellungen geändert werden, ein Steuersignal zum Überstreichen der Frequenz des RF-Signals innerhalb eines erforderlichen Bereichs erzeugt, um zu der Hochfrequenz- bzw. RF-Signalerzeugungsschaltung 40 ausgegeben zu werden. Dann werden die tatsächlich durch die Überwachungs-AOTFs auf dem Substrat 10 ausgewählten Lichtkomponenten basierend auf dem Überwachungssignal M2 von dem zweiten Überwachungsabschnitt 200 erfasst in Entsprechung zu den RF-Signalen der jeweils überstrichenen Frequenzen, und in Übereinstimmung mit dem Erfassungsergebnis wird die RF-Signalfrequenz in Entsprechung zu einer gewünschten ausgewählten Wellenlänge als anfänglich als ein Steuerwert für die Startzeit oder die Zeit des Änderns der Einstellung einzustellen beurteilt.
Der basierend auf dem Überwachungssignal M2 von dem zweiten Überwachungsabschnitt 200 eingestellte Steuerwert wird in Übereinstimmung mit den Wellenlängen der tatsächlich durch die Überwachungs-AOTFs geführten Lichtkomponenten bestimmt, die in Übereinstimmung mit demselben Steuerparameter (Frequenz des Hochfrequenzsignals) für die kaskadenverbundenen AOTFs arbeiten, die das Hauptsignallicht verarbeiten, und daher kann eine übermäßig höhere Präzision erzielt werden verglichen mit einem Wert, der unter Verwendung einer Überwachungsvorrichtung erhalten wird, die in Übereinstimmung mit einem abweichenden Steuerparameter arbeitet. In dem optischen wellenlängenvariablen Filter, das für die OXC-Vorrichtung, die OADM-Vorrichtung oder Ähnliches zu verwenden ist, werden, wenn das Licht der Wellenlänge, die hindurchzulassen benötigt ist, fehlerhaft blockiert wird, die Dienste für die Benutzer unwirksam gemacht. Daher erfordern die Steuerparameter eine hohe Präzision in ihrem Anfangswert. Demgemäß ist es sehr nützlich, dass die Steuerfunktion des RF-Signals basierend auf dem Überwachungsergebnis durch den zweiten Überwachungsabschnitt 200 in dem optischen wellenlängenvariablen Filter bereitgestellt wird.
Wie oben beschrieben, wird in Übereinstimmung mit der Steuervorrichtung 3 des optischen wellenlängenvariablen Filters 1, um die Nachspürsteuerung der ausgewählten Wellenlängen in den jeweiligen auf dem Substrat 10 in einer Kaskadenschleife verbundenen AOTFs durchzuführen, die abgenommene Lichtkomponente, deren Durchlassen bei der AOTF-Stufe blockiert worden ist, in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlänge, die am nächsten bei der zentralen Wellenlänge des Sperrbandes liegt, überwacht. Selbst wenn die abgenommene Lichtkomponente unter dem Einfluss des Zitterns des RF-Signals, der unstabilen Wellenlänge der Lichtquelle oder Ähnlichem schwankt, kann demnach die Spitzenwellenlänge des abgenommenen Lichts stabil erfasst werden, so dass die ausgewählten Wellenlängen in den AOTFs bei jeweiligen Stufen mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit gesteuert werden können. Selbst wenn das Einstellen der jeweiligen AOTFs oder der Wellenlänge von eingegebenem Licht unter dem Einfluss einer Änderung in der Temperatur eine Änderung mit der verstreichenden Zeit oder Ähnlichem schwankt, werden hierdurch die ausgewählten Wellenlängen in den AOTFs einer solchen Schwankung folgend angepasst. Daher ist es möglich, auf stabile Weise eine gewünschte Filterkennlinie zu realisieren.
Beachte, dass in der obigen Ausführungsform als jeweilige optische Filterabschnitte optische wellenlängenvariable Filter 1 die Verwendung von AOTF beschrieben worden ist. Jedoch sind die für die optischen wellenlängenvariablen Filter in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden optischen Filterabschnitte nicht auf AOTF beschränkt. Es ist möglich, ein bekanntes optisches Filter vom Bandsperrtyp mit einer variabel ausgewählten Wellenlänge zu verwenden.
Darüber hinaus ist als ein Beispiel zum Erfassen der Spitzenwellenlänge des abgenommenen Lichts das Verfahren zum Hinzufügen des Zitterns zu der Frequenz des Hochfrequenzsignals beschrieben worden. Jedoch ist das Wellenlängenerfassungsverfahren der abgenommenen Lichtkomponente in der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt.

Claims

Ein Steuerverfahren einer Wellenlängenkennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters (1) vom Bandsperren-Typ, das eine Vielzahl optischer Filterabschnitte (11, 12, 13) einschließt, von denen jeder das Hindurchführen einer entsprechenden Lichtkomponente blockiert, wobei die Filterabschnitte in einer Mehrstufenstruktur Kaskaden-verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenn das optische wellenlängenvariable Filter (1) eine Wellenlängenkennlinie hat, die mit einem Sperrband gebildet wird, das ein Wellenlängenband in Übereinstimmung mit einem Abweichungsbetrag einschließt, der durch Abweichen jeweiliger ausgewählter Wellenlängen (λ₁, λ₂, λ₃) voneinander von der Vielzahl optischer Filterabschnitte (11, 12, 13) erhalten wird, eine abgenommene Lichtkomponente (L_D2), deren Hindurchführen durch den optischen Filterabschnitt (12) in Entsprechung zu der am nächsten bei der Zentralwellenlänge des Sperrbandes liegenden ausgewählten Wellenlänge zu sperren ist, von den jeweils ausgewählten Wellenlängen (λ₁, λ₂, λ₃), herausgenommen wird, um beobachtet zu werden, und die jeweiligen ausgewählten Wellenlängen (λ₁, λ₂, λ₃) basierend auf einer Spitzenwellenlänge der beobachteten abgenommenen Lichtkomponente abgestimmt werden, um die Wellenlängenkennlinie zu steuern.
Steuerverfahren einer Wellenlängenkennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters gemäß Anspruch 1, wobei wenn jeder der optischen Filterabschnitte (11, 12, 13) ein akusto-optisch abstimmbares Filter ist, das das Durchlassen von Licht in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlänge unter Verwendung des auf einer durch Anlegen eines Hochfrequenzsignals (40) an eine Elektrode erzeugten akustischen Oberflächenwelle basierenden akusto-optischen Effektes sperrt, ein Signalzittern zu einer Frequenz des Hochfrequenzsignals, das an jedes der akusto-optisch abstimmbaren Filter zu geben ist, hinzugefügt wird, wobei die Spitzenwellenlänge des abgenommenen Lichts basierend auf einer Wellenlängenschwankung in Entsprechung zu dem Signalzittern in dem beobachteten abgenommenen Licht erfasst wird, und die Frequenz des Hochfrequenzsignals zum Steuern der Wellenlängenkennlinie in Übereinstimmung mit der erfassten Spitzenwellenlänge abgestimmt wird.
Steuervorrichtung (3) einer Wellenlängenkennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters (1) vom Bandsperren-Typ einschließlich einer Vielzahl optischer Filterabschnitte (11, 12, 13), von denen jeder einen Lichtanteil in Entsprechung zu einer ausgewählten Wellenlänge vom Hindurchtreten sperrt, wobei die optischen Filterabschnitte in einer mehrstufigen Struktur Kaskaden-verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenn das optische wellenlängenvariable Filters (1) eine Wellenlängenkennlinie hat, die mit einem ein Wellenlängenband in Übereinstimmung mit einem durch Abweichen jeweiliger ausgewähltere Wellenlängen (λ₁, λ₂, λ₃) der Vielzahl optischer Filterabschnitte (11, 12, 13) voneinander erhaltenen Abweichungsbetrag, einschließenden Sperrband gebildet wird, die Steuervorrichtung (3) umfasst: einen Überwachungsabschnitt, der angepasst ist, um eine abgenommene Lichtkomponente (L_D2) zum Überwachen herauszunehmen, deren Hindurchführen durch den optischen Filterabschnitt (12) in Entsprechung zu der ausgewählten am nächsten bei der zentralen Wellenlänge des Sperrbandes liegenden Wellenlänge unter den jeweiligen ausgewählten Wellenlängen (λ₁, λ₂, λ₃) zu sperren ist; und einen Steuerabschnitt (3B), der angepasst ist, um die jeweiligen ausgewählten Wellenlängen (λ₁, λ₂, λ₃) basierend auf einer Spitzenwellenlänge der durch den Überwachungsabschnitt (3A) überwachten abgenommenen Lichtkomponente abzustimmen, um die Wellenlängenkennlinie zu steuern.
Steuervorrichtung einer Wellenlängenkennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters nach Anspruch 3, wobei wenn die optischen Filterabschnitte (11, 12, 13) jeweils akusto-optisch abstimmbare Filter sind, die das Hindurchführen von Lichtanteilen in Entsprechung zu der ausgewählten Wellenlänge unter Verwendung des auf einer durch Anlegen eines Hochfrequenzsignals (40) an eine Elektrode erzeugten Oberflächenakustikwelle basierenden akusto-optischen Effekts sperrt, der Steuerabschnitt (3; 100, 200, 300) angepasst ist zum Hinzufügen eines Signalzitterns zu einer Frequenz des an jedes der akusto-optisch abstimmbaren Filter zu gebenden Hochfrequenzsignals, zum Erfassen der Spitzenwellenlänge des abgenommenen Lichtes basierend auf einer Wellenlängenschwankung in Entsprechung zu dem Signalzittern in dem durch den Überwachungsabschnitt überwachten abgenommenen Licht, und zum Abstimmen der Frequenz des Hochfrequenzsignals in Übereinstimmung mit der erfassten Spitzenwellenlänge, um die Wellenlängenkennlinie zu steuern.
Steuervorrichtung einer Wellenlängenkennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters in Übereinstimmung mit Anspruch 3, wobei das optische wellenlängenvariable Filters (1) eine Anzahl von drei oder mehr der optischen Filterabschnitte einschließt.
Steuervorrichtung von einer Wellenlängenkennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters in Übereinstimmung mit Anspruch 3, wobei das optische wellenlängenvariable Filters (1) eine Kaskadenschleifenverbindung hat, in der beide Enden des optischen Pfades, der durch die Vielzahl optischer Filterabschnitte verläuft, miteinander verbunden sind, und ein Licht über den Verbindungsabschnitt eingegeben bzw. ausgegeben wird.
Steuervorrichtung einer Wellenlängenkennlinie eines optischen wellenlängenvariablen Filters nach Anspruch 6, wobei der Überwachungsabschnitt (100) angepasst ist, um eine multiplexierte Lichtkomponente der abgenommenen Lichtkomponente des in einer Richtung ausgebreiteten Lichtes innerhalb jedes der Kaskadenschleifenverbundenen optischen Filterabschnitte zu überwachen.