JP2004208257A - 波長安定化の制御装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光通信システムにおいてチューナブル素子から出力された光から正確に特定波長の正確なチャネルを得るための波長安定化の制御装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】この装置は、光を第一光と第二光に分割するビーム分割素子と、第一光を直接的に受信し且つそれを第一電気信号に変換する第一光検出素子と、第二光を間接的に受信し且つそれを第二電気信号に変換する第二光検出素子と、ビーム分割素子と第二光検出素子との間に配置され、第二光において特定の波長をもつ光を分離するファブリーペロエタロンと、ファブリーペロエタロンと第二光検出素子との間に配置され、特定の波長をもつ光の部分チャネルを濾過する光学濾過素子と、第一電気信号及び第二電気信号を受信し信号処理を行うサーバ素子を備える。
【選択図】 図2
【解決手段】この装置は、光を第一光と第二光に分割するビーム分割素子と、第一光を直接的に受信し且つそれを第一電気信号に変換する第一光検出素子と、第二光を間接的に受信し且つそれを第二電気信号に変換する第二光検出素子と、ビーム分割素子と第二光検出素子との間に配置され、第二光において特定の波長をもつ光を分離するファブリーペロエタロンと、ファブリーペロエタロンと第二光検出素子との間に配置され、特定の波長をもつ光の部分チャネルを濾過する光学濾過素子と、第一電気信号及び第二電気信号を受信し信号処理を行うサーバ素子を備える。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本願は波長安定化の制御装置及びその制御方法に関し、特に光通信システムにおいてチューナブル素子から出力された光から正確に特定波長の正確なチャネルを得るための波長安定化の制御装置及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光通信システムにおいて、光信号の伝送効率を向上させるために、この分野に熟知する技術者はしばしばチューナブルレーザ光源(tunable laser light source)などのチューナブル素子を利用して、特定波長のチャネルを得て伝送したい光信号を搭載する。然しながら、チューナブル素子から得られる実際の波長又は/及びその所在チャネルと期待される特定波長又は/及びその所在チャネルとの間には偏差があるため、アメリカ特許第US4583228(特許文献1)及びアメリカ特許第US6400739B1(特許文献2)にそれぞれ開示される関連の技術内容のように、波長安定化の制御装置は通常チューナブル素子が出力した光をサーボ制御するために用いられ、期待する特定の波長を得る。
【0003】
図1は、従来のチューナブルレーザシステム10における波長安定化の制御装置3の配置フレームを示した略図である。図1に示すように、チューナブルレーザ光源1から出力された光5は二つの部分に分割され、一部分は光ファイバ経路2に直接的に受信され、もう一部分は波長安定化の制御装置3に受信され、波長安定化装置3及び制御ユニット4のチューナブル光源1に対するサーバ制御により変調する。波長安定化の制御装置3において、光5はビームスプリッター(beamsplitter)311を通して二つの部分に分割され、一部分の光は光検出器(photo detector)314に直接的に導入され、別の部分の光はファブリーペロエタロン312を通した後に別の光検出器313に導入される。その後、光検出器313及び314に導入された光信号はそれぞれ電気信号に変換されて信号処理及び校正器315により信号処理を行って、その後、制御信号を制御ユニット4に出力する。
【0004】
【特許文献1】
アメリカ特許第US4583228
【特許文献2】
アメリカ特許第US6400739B1
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
確かに波長安定化の制御装置の技術は既に開示されているが、然し、従来の波長安定化制御装置には応用上やはり問題がある。例えば、特許文献1に開示された技術は、出力光のチャネルを精密に把握することができないため、サーバ制御後出力される光が不正確なチャネルに存在する可能性がある。この他、特許文献2の技術は、2組の回転可能なオプティカルフィルター(opticalfilter)を利用して光を濾過するが、然し、この2組の可動なオプティカルフィルターには位置決めの困難及び壊れ易いという問題及び互いに組み合わせて使用するなどの制限があり、このため、製造には不便である。
【0006】
上記の課題を解決するため、特定波長の光を精密に正確なチャネルに出力し、且つ製造が便利である、波長安定化の制御装置及びその制御方法を提供する。
【0007】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、精密に正確なチャネル上で特定波長を有する光を出力し、且つ製造上も簡略的である波長安定化の制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
本発明は、チューナブル素子が精密に正確なチャネル上で特定波長を出力するように、制御する波長安定化の制御方法を提供することをもう一つの目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第一の発明の波長安定化の制御装置は、光通信システムにおいてチューナブル素子が出力する光を制御するための波長安定化の制御装置であって、前記光を第一光及び第二光に分割するビーム分割素子と、前記第一光を直接的に受信し且つそれを第一電気信号に変換する第一光検出素子と、前記第二光を間接的に受信し且つそれを第二電気信号に変換する第二光検出素子と、前記ビーム分割素子と第二光検出素子との間に配置され、前記第二光において特定波長を有する光を分離するファブリーペロエタロンと、前記ビーム分割素子と前記第二光検出素子との間に配置され、前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過する光学濾過素子と、を備える。
【0010】
前記チューナブル素子はチューナブルレーザ光源、前記ビーム分割素子はビームスプリッター、また前記光学濾過素子は高域通過フィルターである。
【0011】
前記チューナブル素子がチューナブルレーザ光源、前記ビーム分割素子がビームスプリッター、また前記光学濾過素子は低域通過フィルターである。
【0012】
前記チューナブル素子がチューナブルレーザ光源、前記ビーム分割素子がビームスプリッター、また前記光学濾過素子は帯域通過フィルターである。
【0013】
第2の発明の波長安定化の制御装置は、光通信システムにおいてチューナブル素子が出力した光を制御するための波長安定化の制御装置であって、前記光を第一光と第二光に分割する第一ビーム分割素子と、前記第一光を直接的に受信し且つそれを第一電気信号に変換する第一光検出素子と、前記第二光を第三光と第四光に分割する第二ビーム分割素子と、前記第三光を間接的に受信し且つそれを第二電気信号に変換する第二光検出素子と、前記第四光を間接的に受信し且つそれを第三電気信号に変換する第三光検出素子と、前記第二ビーム分割素子と前記第二光検出素子との間に配置され、前記第三光において前記チューナブル素子の波長変調範囲を全て含む光スペクトラムをゼロでない傾きを持つ光スペクトラムに変換する光学濾過素子と、前記第二ビーム分割素子と前記第三光検出素子との間に配置され、前記第四光において特定波長を有する光を分離するファブリーペロエタロンと、前記第一電気信号、前記第二信号及び前記第三電気信号を受信して信号処理を行うサーバ素子と、を備える。
【0014】
前記チューナブル素子はチューナブルレーザ光源であり、前記ビーム分割素子はビームスプリッター、及び前記光学濾過素子は高域通過フィルターである。
【0015】
前記チューナブル素子はチューナブルレーザ光源、前記ビーム分割素子はビームスプリッター、及び前記光学濾過素子は低域通過フィルターである。
【0016】
第3の発明の波長安定化の制御方法は、チューナブル素子からの光を第一光及び第二光に分割するステップと、前記第二光において特定波長を有する光を分離するステップと、前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過して、基準チャネルを設定するステップと、前記第一光及び前記特定波長を有する光をそれぞれ電気信号に変換するステップと、前記電気信号に信号処理を行うステップと、を含む。
【0017】
前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過し、且つ基準チャネルを設定するステップには、カットオフ波長がλHの高域通過フィルタを利用して前記特定の波長を有する光において波長がλHより小さいチャネルを濾過し、且つ濾過後のチャネルにおいて中心波長が最も前記カットオフ波長λHに接近するチャネルを開始チャネルとする。
【0018】
前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過して、基準チャネルを設定するステップには、カットオフ波長がλLの低域通過フィルターを利用して前記特定の波長を有する光において波長がλLより大きいチャネルを濾過し、且つ濾過後のチャネルにおいて中心波長が前記カットオフ波長λLに最も接近するチャネルを終了チャネルとする。
【0019】
前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過し、基準チャネルを設定するステップには、波長範囲がλHからλLの帯域通過フィルターを利用して前記特定の波長を有する光において前記波長範囲に該当しないチャネルを濾過し、且つそれぞれ濾過後のチャネルにおいて中心波長が前記カットオフ波長λH及びλLに最も接近するチャネルを開始チャネル及び終了チャネルとする。
【0020】
第4の発明の波長安定化の制御方法は、チューナブル素子からの光を第一光及び第二光に分割するステップと、前記第二光を第三光及び第四光に分割するステップと、前記第三光のスペクトルをゼロでない傾きに変換するステップと、前記第四光において特定の波長を有する光を分離するステップと、前記第一光、前記ゼロでない傾きを有する前記第三光と、前記特定の波長を有する光をそれぞれ電気信号に変換するステップと、前記電気信号に信号処理を行うステップとを含む。
【0021】
前記第三光のスペクトルをゼロでない傾きに変換することにより前記第三光を前記チューナブル素子の波長変調範囲の全てを含む高域通過フィルターを通過させる。
【0022】
前記第三光のスペクトルをゼロでない傾きに変換することにより、前記第三光を前記チューナブル素子の波長変調範囲の全てを含む低域通過フィルターを通過させる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明の第一の実施の形態における波長安定化の制御装置の配置フレームを示す略図である。図2に示すように、本発明の第一実施の形態における波長安定化の制御装置103は、ビーム分割素子511と、ファブリーペロエタロン512と、光学濾過素子513と、第一光検出素子514と、第二光検出素子515と、サーバ素子516と、を備える。ビーム分割素子511、第一光検出素子514、第二光検出素子515及びサーバ素子516は、従来のものでもよい。
【0024】
以下、本発明の第一実施の形態における波長安定化の制御装置103の制御方法を説明する。先ず、チューナブル光源101からの光105の一部分を波長安定化の制御装置103に進入させた後、ビーム分割素子511により二つの部分に分割し、一部分は直接的に第一光検出素子514に導入され、別の部分はファブリーペロエタロン512および光学濾過素子513を通過して第二光検出素子515に導入される。次に、サーバ素子516により光検出素子514及び515に進入した光信号を電気信号に変換して、ロジック計算などの信号処理の後、制御信号を制御素子104に出力してチューナブル光源101を制御する。
【0025】
なお、ここに光学濾過素子513を配置する目的は、ファブリーペロエタロン512を通過した光の部分チャネルを濾過し、更に基準チャネル(referencechannel)及び基準波長(reference wavelength)を設定することである。このようにして、サーバ素子516は同時にこの基準チャネル及び基準波長に基づいてチューナブル光源101を制御することにより、光ファイバ経路102が受信した光における特定波長が精密に出力され且つ正確なチャネル上に確実に存在させる。
【0026】
図3は、本発明の第二の実施の形態の波長安定化の制御装置の配置フレームを示す略図である。図3に示すように、本発明の第二実施の形態の波長安定化の制御装置203は、第一ビーム分割素子711と、第一光検出素子712と、第二ビーム分割素子713と、光学濾過素子714と、第二光検出素子715と、ファブリーペロエタロン716と、第三光検出素子717と、サーバ素子718と、を備える。ビーム分割素子711及び713、第一光検出素子712、第二光検出素子715、第三光検出素子717及びサーバ制御718は、従来のものでもよい。以下、本発明の第二実施における形態の波長安定化の制御装置203の制御方法を説明する。先ず、チューナブル光源201の光205の一部分を波長安定化の制御装置203に進入させた後、第一ビーム分割素子711により二つの部分に分割され、一部分は直接的に第一光検出素子712に導入され、別の部分は更に第二ビーム分割素子713により二つの部分に分割され、一部分は光学濾過素子714を通過した後第二光検出素子715に導入され、別の部分はファブリーペロエタロン716を通過した後第三光検出素子717に導入される。次に、サーバ素子718により光検出素子712、715及び717に進入した光信号を電気信号に変換し、ロジック計算などの信号処理の後、制御信号を制御素子204に出力してチューナブル光源201を制御する。
【0027】
なお、ここに光学濾過素子714を配置する目的は、チューナブル光源201のチューナブル波長範囲の全ての光スペクトラムを図7に示すような傾きを有するものに変換することである。このようにして、各チャネルの信号の異なる大きさに基づいて、サーバ素子718は各チャネルの位置を判断し、光ファイバ経路102が受信した光における特定波長が精密に出力され且つ正確なチャネル上に確実に存在させる。
【0028】
【実施例】
以下、それぞれ3種の異なるタイプの光学濾過素子を利用して、実施例1〜3で本発明の第一実施の形態における波長安定化の制御装置及びその制御方法を詳細に説明する。
【0029】
実施例1において、光学濾過素子513は波長がカットオフ(cut-offwavelength)λHより小さい光チャネルを濾過する高域通過フィルター(High Pass Filter)であり、この高域通過フィルターを通過した光のスペクトラム分布は図4に示す通りである。このうち、横軸は波長分布、縦軸は透過エネルギー損の大きさをそれぞれ示す。このような状況で、特定波長λiを正確に出力しようとすると、先にファブリーペロエタロン512により特定波長λiの光を分離し、更に高域通過フィルターにより光における波長がλHより小さいチャネルを濾過する。その後、さらに光チャネルにおいてカットオフ波長λHに最も接近する、例えば図4のλSのような中心波長を濾過して、サーバ制御の出発点波長(startpoint wavelength)とし、出発点波長が存在するチャネルをサーバ制御の開始チャネルとする。このようにして、出力した実際の波長が期待する特定波長λiと偏差があったり又はチャネルが正確でないときに、サーバ素子516は、設定された開始チャネル及び出発点波長に基づいて特定波長λiの存在するチャネルを検索し、その位置を制御素子104に通知し、出力波長が特定波長λiであることを確実にする。例を挙げると、ITU100GHzの仕様において、出力光105が1550.12nmの特定波長を有すると期待されるとき、カットオフ波長が1540nmの高域通過フィルターを利用して部分チャネルを濾過し、この際、開始チャネルは、中心波長が1540.56nmのチャネルである。このようにして、サーバ素子516により特定波長1550.12nmが第13個目のチャネルであることが分かり、制御素子104によりチューナブル光源101が正確に出力されるよう制御する。
【0030】
実施例2において、光学濾過素子513は波長がカットオフ波長λLより大きい光を濾過する低域通過フィルター(LowPass Filter)であり、この低域通過フィルターを通過した光のスペクトラム分布を図5に示す。このうち、横軸は波長分布、縦軸は透過エネルギー損の大きさをそれぞれ示す。このような状況下で、特定波長λiを正確に出力しようとすると、先にファブリーペロエタロン512により特定波長λiの光を分離し、更に低域通過フィルターにより光における波長がλLより大きいチャネルを濾過する。その後、更に光チャネルにおいてカットオフ波長に最も接近する、例えば図5のλEのような中心波長を濾過して、サーバ制御の終止点波長(endpoint wavelength)とし、終止点波長の存在するチャネルを終了チャネルとする。このようにして、出力された実際の波長が期待する特定波長λiと偏差があったり、又はチャネルが正確でないときに、サーバ制御516は、設定された終止点波長及び終了チャネルに基づいて特定波長λiが存在するチャネルを検索することができ、その位置を制御素子104に通知して、出力波長が特定波長λiであることを確実にする。例を挙げると、ITU100GHzの仕様において、出力光105が1550.12nmの特定波長を有すると期待される時、カットオフ波長が1560nmの低域通過フィルターを利用して部分チャネルを濾過し、この際、終了チャネルは、中心波長が1559.79nmのチャネルであるので、サーバ素子516により特定波長1550.12nmは終止点から数えて第13個目のチャネルであることが分かり、制御素子104によりチューナブル光源101が正確に出力されるよう制御する。
【0031】
実施例3において、光学濾過素子513は波長範囲がλHからλLに該当しない光を濾過する帯域通過フィルター(BandPass Filter)であり、この帯域通過フィルターを通過する光のスペクトラム分布を図6に示す。このうち、横軸は波長分布、縦軸は透過エネルギー損の大きさをそれぞれ示す。このような状況で、出力波長が特定波長λiであるよう期待すると、先にファブリーペロエタロン512により特定波長λiの光を分離し、更に帯域通過フィルターにより光における波長がλLより小さくλHより大きいチャネルを濾過する。その後、更に光チャネルにおいて波長λHおよびλLに最も接近する、例えば図6のλS及びλEのような中心波長を濾過して、サーバ制御の出発点波長と終止点波長とし、出発点波長及び終止点波長の存在するチャネルをそれぞれサーバ制御の開始チャネルおよび終了チャネルとする。このようにして、出力された実際の波長が期待する特定波長λiと偏差があったり、チャネルが不正確な場合も、サーバ制御516は、設定された開始チャネル及び出発点波長もしくは終了チャネル及び終止点波長に基づいて特定波長λiが存在するチャネルを検索することができ、その位置を制御素子104に通知して、出力波長が特定波長λiであることを確実にする。例を挙げると、ITU100GHzの仕様において、出力光105が特定波長1550.12nmを有すると期待される時、波長範囲が1540nmから1560nmの帯域通過フィルターを利用して部分チャネルを濾過し、この際、開始チャネルは中心波長が1540.56nmのチャネル、終了チャネルは中心波長が1559.79nmのチャネルであるので、サーバ素子516により開始チャネル又は終了チャネルに基づいて特定波長のチャネル位置を計算し、制御素子104によりチューナブル光源101が正確に出力されるよう制御する。
【0032】
なお、上記の各実施例における高域、低域、または帯域通過フィルターの選択は実際の必要に応じて決定するので、本発明の上記の開始チャネルもしくは終了チャネルのような、基準チャネル及び上記の出発点波長又は終止点波長のような、基準波長を設定する目的が達成される限り、如何なるタイプの光学濾過素子も全て応用することができる。
【0033】
以下の実施例で本発明の第二実施の形態における波長安定化の制御装置およびその制御方法について詳細に説明する。
【0034】
実施例4において、光学濾過素子714は波長がチューナブル光源201の全てのチューナブル波長範囲より小さい光を濾過する高域通過フィルターであり、フィルター上に塗布された薄膜により通過させる光強度と波長との間には線形の関係、つまり一定の傾きがあり、そのスペクトラムは図7に示すとおりである。このうち、横軸は波長分布、縦軸は透過エネルギー損の大きさをそれぞれ示す。この状況では、特定波長λiを正確に出力しようとすると、高域通過フィルターにより各チャネルを区別し、ファブリーペロエタロン716を通過した後の特定波長の光と各チャネルの光を比較して、この特定の波長が存在するチャネルを判断する。このようにして、出力した実際の波長(図7に示すλT)が期待する特定波長(図7に示すλi)と偏差があったり又はチャネルが正確でないときに、サーバ素子718が正確な位置(図7に示す第7チャネル)を制御素子204に通知し、出力波長が特定波長λiであることを確実にする。当然、本実施の形態における光学濾過素子714は波長がチューナブル光源201の全てのチューナブル波長範囲より大きい光を濾過する低域通過フィルターでもよく、そのスペクトラム分布は図8に示すとおりである。この状況では、この特定波長が存在するチャネルを判断する方法は透過エネルギーの低いほうから高いほうへ順に判断するので、ここでは特に詳しく述べない。
【0035】
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。よって、本発明は後付する特許請求の範囲により限定される。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、可動光学素子を使用しない状況で、光ファイバ経路が受信した光における特定の波長が精密に出力され且つ正確なチャネル上にある効果を達成できる。このため、本発明は如何なる位置決めの困難及び壊れやすいなどの問題はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の波長安定化の制御器の配置フレームを示す略図である。
【図2】本発明の第一実施の形態における波長安定化の制御装置の配置フレームを示す略図である。
【図3】本発明の第二実施の形態における波長安定化の制御装置の配置フレームを示す略図である。
【図4】本発明の実施例1の波長安定化の制御装置において、高域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【図5】本発明の実施例2の波長安定化の制御装置において、低域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【図6】本発明の実施例3の波長安定化の制御装置において、帯域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【図7】本発明の実施例4の波長安定化の制御装置において、高域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【図8】本発明の実施例4の波長安定化の制御装置において、低域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【符号の説明】
1、101、201 チューナブル光源
2、102、202 光ファイバ経路
3、103、203 波長安定化の制御器
4 制御ユニット
5、105、205 光
10 チューナブルレーザシステム
104、204 制御素子
311 ビームスプリッター
312、512、716 ファブリーペロエタロン
313、314 光検出器
315 信号処理及び校正器
511、711、713 ビーム分割素子
513、714 光学濾過素子
514、515、712、715、717 光検出素子
516、718 サーバ素子
【発明の属する技術分野】
本願は波長安定化の制御装置及びその制御方法に関し、特に光通信システムにおいてチューナブル素子から出力された光から正確に特定波長の正確なチャネルを得るための波長安定化の制御装置及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
光通信システムにおいて、光信号の伝送効率を向上させるために、この分野に熟知する技術者はしばしばチューナブルレーザ光源(tunable laser light source)などのチューナブル素子を利用して、特定波長のチャネルを得て伝送したい光信号を搭載する。然しながら、チューナブル素子から得られる実際の波長又は/及びその所在チャネルと期待される特定波長又は/及びその所在チャネルとの間には偏差があるため、アメリカ特許第US4583228(特許文献1)及びアメリカ特許第US6400739B1(特許文献2)にそれぞれ開示される関連の技術内容のように、波長安定化の制御装置は通常チューナブル素子が出力した光をサーボ制御するために用いられ、期待する特定の波長を得る。
【0003】
図1は、従来のチューナブルレーザシステム10における波長安定化の制御装置3の配置フレームを示した略図である。図1に示すように、チューナブルレーザ光源1から出力された光5は二つの部分に分割され、一部分は光ファイバ経路2に直接的に受信され、もう一部分は波長安定化の制御装置3に受信され、波長安定化装置3及び制御ユニット4のチューナブル光源1に対するサーバ制御により変調する。波長安定化の制御装置3において、光5はビームスプリッター(beamsplitter)311を通して二つの部分に分割され、一部分の光は光検出器(photo detector)314に直接的に導入され、別の部分の光はファブリーペロエタロン312を通した後に別の光検出器313に導入される。その後、光検出器313及び314に導入された光信号はそれぞれ電気信号に変換されて信号処理及び校正器315により信号処理を行って、その後、制御信号を制御ユニット4に出力する。
【0004】
【特許文献1】
アメリカ特許第US4583228
【特許文献2】
アメリカ特許第US6400739B1
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
確かに波長安定化の制御装置の技術は既に開示されているが、然し、従来の波長安定化制御装置には応用上やはり問題がある。例えば、特許文献1に開示された技術は、出力光のチャネルを精密に把握することができないため、サーバ制御後出力される光が不正確なチャネルに存在する可能性がある。この他、特許文献2の技術は、2組の回転可能なオプティカルフィルター(opticalfilter)を利用して光を濾過するが、然し、この2組の可動なオプティカルフィルターには位置決めの困難及び壊れ易いという問題及び互いに組み合わせて使用するなどの制限があり、このため、製造には不便である。
【0006】
上記の課題を解決するため、特定波長の光を精密に正確なチャネルに出力し、且つ製造が便利である、波長安定化の制御装置及びその制御方法を提供する。
【0007】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、精密に正確なチャネル上で特定波長を有する光を出力し、且つ製造上も簡略的である波長安定化の制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
本発明は、チューナブル素子が精密に正確なチャネル上で特定波長を出力するように、制御する波長安定化の制御方法を提供することをもう一つの目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第一の発明の波長安定化の制御装置は、光通信システムにおいてチューナブル素子が出力する光を制御するための波長安定化の制御装置であって、前記光を第一光及び第二光に分割するビーム分割素子と、前記第一光を直接的に受信し且つそれを第一電気信号に変換する第一光検出素子と、前記第二光を間接的に受信し且つそれを第二電気信号に変換する第二光検出素子と、前記ビーム分割素子と第二光検出素子との間に配置され、前記第二光において特定波長を有する光を分離するファブリーペロエタロンと、前記ビーム分割素子と前記第二光検出素子との間に配置され、前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過する光学濾過素子と、を備える。
【0010】
前記チューナブル素子はチューナブルレーザ光源、前記ビーム分割素子はビームスプリッター、また前記光学濾過素子は高域通過フィルターである。
【0011】
前記チューナブル素子がチューナブルレーザ光源、前記ビーム分割素子がビームスプリッター、また前記光学濾過素子は低域通過フィルターである。
【0012】
前記チューナブル素子がチューナブルレーザ光源、前記ビーム分割素子がビームスプリッター、また前記光学濾過素子は帯域通過フィルターである。
【0013】
第2の発明の波長安定化の制御装置は、光通信システムにおいてチューナブル素子が出力した光を制御するための波長安定化の制御装置であって、前記光を第一光と第二光に分割する第一ビーム分割素子と、前記第一光を直接的に受信し且つそれを第一電気信号に変換する第一光検出素子と、前記第二光を第三光と第四光に分割する第二ビーム分割素子と、前記第三光を間接的に受信し且つそれを第二電気信号に変換する第二光検出素子と、前記第四光を間接的に受信し且つそれを第三電気信号に変換する第三光検出素子と、前記第二ビーム分割素子と前記第二光検出素子との間に配置され、前記第三光において前記チューナブル素子の波長変調範囲を全て含む光スペクトラムをゼロでない傾きを持つ光スペクトラムに変換する光学濾過素子と、前記第二ビーム分割素子と前記第三光検出素子との間に配置され、前記第四光において特定波長を有する光を分離するファブリーペロエタロンと、前記第一電気信号、前記第二信号及び前記第三電気信号を受信して信号処理を行うサーバ素子と、を備える。
【0014】
前記チューナブル素子はチューナブルレーザ光源であり、前記ビーム分割素子はビームスプリッター、及び前記光学濾過素子は高域通過フィルターである。
【0015】
前記チューナブル素子はチューナブルレーザ光源、前記ビーム分割素子はビームスプリッター、及び前記光学濾過素子は低域通過フィルターである。
【0016】
第3の発明の波長安定化の制御方法は、チューナブル素子からの光を第一光及び第二光に分割するステップと、前記第二光において特定波長を有する光を分離するステップと、前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過して、基準チャネルを設定するステップと、前記第一光及び前記特定波長を有する光をそれぞれ電気信号に変換するステップと、前記電気信号に信号処理を行うステップと、を含む。
【0017】
前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過し、且つ基準チャネルを設定するステップには、カットオフ波長がλHの高域通過フィルタを利用して前記特定の波長を有する光において波長がλHより小さいチャネルを濾過し、且つ濾過後のチャネルにおいて中心波長が最も前記カットオフ波長λHに接近するチャネルを開始チャネルとする。
【0018】
前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過して、基準チャネルを設定するステップには、カットオフ波長がλLの低域通過フィルターを利用して前記特定の波長を有する光において波長がλLより大きいチャネルを濾過し、且つ濾過後のチャネルにおいて中心波長が前記カットオフ波長λLに最も接近するチャネルを終了チャネルとする。
【0019】
前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過し、基準チャネルを設定するステップには、波長範囲がλHからλLの帯域通過フィルターを利用して前記特定の波長を有する光において前記波長範囲に該当しないチャネルを濾過し、且つそれぞれ濾過後のチャネルにおいて中心波長が前記カットオフ波長λH及びλLに最も接近するチャネルを開始チャネル及び終了チャネルとする。
【0020】
第4の発明の波長安定化の制御方法は、チューナブル素子からの光を第一光及び第二光に分割するステップと、前記第二光を第三光及び第四光に分割するステップと、前記第三光のスペクトルをゼロでない傾きに変換するステップと、前記第四光において特定の波長を有する光を分離するステップと、前記第一光、前記ゼロでない傾きを有する前記第三光と、前記特定の波長を有する光をそれぞれ電気信号に変換するステップと、前記電気信号に信号処理を行うステップとを含む。
【0021】
前記第三光のスペクトルをゼロでない傾きに変換することにより前記第三光を前記チューナブル素子の波長変調範囲の全てを含む高域通過フィルターを通過させる。
【0022】
前記第三光のスペクトルをゼロでない傾きに変換することにより、前記第三光を前記チューナブル素子の波長変調範囲の全てを含む低域通過フィルターを通過させる。
【0023】
【発明の実施の形態】
図2は、本発明の第一の実施の形態における波長安定化の制御装置の配置フレームを示す略図である。図2に示すように、本発明の第一実施の形態における波長安定化の制御装置103は、ビーム分割素子511と、ファブリーペロエタロン512と、光学濾過素子513と、第一光検出素子514と、第二光検出素子515と、サーバ素子516と、を備える。ビーム分割素子511、第一光検出素子514、第二光検出素子515及びサーバ素子516は、従来のものでもよい。
【0024】
以下、本発明の第一実施の形態における波長安定化の制御装置103の制御方法を説明する。先ず、チューナブル光源101からの光105の一部分を波長安定化の制御装置103に進入させた後、ビーム分割素子511により二つの部分に分割し、一部分は直接的に第一光検出素子514に導入され、別の部分はファブリーペロエタロン512および光学濾過素子513を通過して第二光検出素子515に導入される。次に、サーバ素子516により光検出素子514及び515に進入した光信号を電気信号に変換して、ロジック計算などの信号処理の後、制御信号を制御素子104に出力してチューナブル光源101を制御する。
【0025】
なお、ここに光学濾過素子513を配置する目的は、ファブリーペロエタロン512を通過した光の部分チャネルを濾過し、更に基準チャネル(referencechannel)及び基準波長(reference wavelength)を設定することである。このようにして、サーバ素子516は同時にこの基準チャネル及び基準波長に基づいてチューナブル光源101を制御することにより、光ファイバ経路102が受信した光における特定波長が精密に出力され且つ正確なチャネル上に確実に存在させる。
【0026】
図3は、本発明の第二の実施の形態の波長安定化の制御装置の配置フレームを示す略図である。図3に示すように、本発明の第二実施の形態の波長安定化の制御装置203は、第一ビーム分割素子711と、第一光検出素子712と、第二ビーム分割素子713と、光学濾過素子714と、第二光検出素子715と、ファブリーペロエタロン716と、第三光検出素子717と、サーバ素子718と、を備える。ビーム分割素子711及び713、第一光検出素子712、第二光検出素子715、第三光検出素子717及びサーバ制御718は、従来のものでもよい。以下、本発明の第二実施における形態の波長安定化の制御装置203の制御方法を説明する。先ず、チューナブル光源201の光205の一部分を波長安定化の制御装置203に進入させた後、第一ビーム分割素子711により二つの部分に分割され、一部分は直接的に第一光検出素子712に導入され、別の部分は更に第二ビーム分割素子713により二つの部分に分割され、一部分は光学濾過素子714を通過した後第二光検出素子715に導入され、別の部分はファブリーペロエタロン716を通過した後第三光検出素子717に導入される。次に、サーバ素子718により光検出素子712、715及び717に進入した光信号を電気信号に変換し、ロジック計算などの信号処理の後、制御信号を制御素子204に出力してチューナブル光源201を制御する。
【0027】
なお、ここに光学濾過素子714を配置する目的は、チューナブル光源201のチューナブル波長範囲の全ての光スペクトラムを図7に示すような傾きを有するものに変換することである。このようにして、各チャネルの信号の異なる大きさに基づいて、サーバ素子718は各チャネルの位置を判断し、光ファイバ経路102が受信した光における特定波長が精密に出力され且つ正確なチャネル上に確実に存在させる。
【0028】
【実施例】
以下、それぞれ3種の異なるタイプの光学濾過素子を利用して、実施例1〜3で本発明の第一実施の形態における波長安定化の制御装置及びその制御方法を詳細に説明する。
【0029】
実施例1において、光学濾過素子513は波長がカットオフ(cut-offwavelength)λHより小さい光チャネルを濾過する高域通過フィルター(High Pass Filter)であり、この高域通過フィルターを通過した光のスペクトラム分布は図4に示す通りである。このうち、横軸は波長分布、縦軸は透過エネルギー損の大きさをそれぞれ示す。このような状況で、特定波長λiを正確に出力しようとすると、先にファブリーペロエタロン512により特定波長λiの光を分離し、更に高域通過フィルターにより光における波長がλHより小さいチャネルを濾過する。その後、さらに光チャネルにおいてカットオフ波長λHに最も接近する、例えば図4のλSのような中心波長を濾過して、サーバ制御の出発点波長(startpoint wavelength)とし、出発点波長が存在するチャネルをサーバ制御の開始チャネルとする。このようにして、出力した実際の波長が期待する特定波長λiと偏差があったり又はチャネルが正確でないときに、サーバ素子516は、設定された開始チャネル及び出発点波長に基づいて特定波長λiの存在するチャネルを検索し、その位置を制御素子104に通知し、出力波長が特定波長λiであることを確実にする。例を挙げると、ITU100GHzの仕様において、出力光105が1550.12nmの特定波長を有すると期待されるとき、カットオフ波長が1540nmの高域通過フィルターを利用して部分チャネルを濾過し、この際、開始チャネルは、中心波長が1540.56nmのチャネルである。このようにして、サーバ素子516により特定波長1550.12nmが第13個目のチャネルであることが分かり、制御素子104によりチューナブル光源101が正確に出力されるよう制御する。
【0030】
実施例2において、光学濾過素子513は波長がカットオフ波長λLより大きい光を濾過する低域通過フィルター(LowPass Filter)であり、この低域通過フィルターを通過した光のスペクトラム分布を図5に示す。このうち、横軸は波長分布、縦軸は透過エネルギー損の大きさをそれぞれ示す。このような状況下で、特定波長λiを正確に出力しようとすると、先にファブリーペロエタロン512により特定波長λiの光を分離し、更に低域通過フィルターにより光における波長がλLより大きいチャネルを濾過する。その後、更に光チャネルにおいてカットオフ波長に最も接近する、例えば図5のλEのような中心波長を濾過して、サーバ制御の終止点波長(endpoint wavelength)とし、終止点波長の存在するチャネルを終了チャネルとする。このようにして、出力された実際の波長が期待する特定波長λiと偏差があったり、又はチャネルが正確でないときに、サーバ制御516は、設定された終止点波長及び終了チャネルに基づいて特定波長λiが存在するチャネルを検索することができ、その位置を制御素子104に通知して、出力波長が特定波長λiであることを確実にする。例を挙げると、ITU100GHzの仕様において、出力光105が1550.12nmの特定波長を有すると期待される時、カットオフ波長が1560nmの低域通過フィルターを利用して部分チャネルを濾過し、この際、終了チャネルは、中心波長が1559.79nmのチャネルであるので、サーバ素子516により特定波長1550.12nmは終止点から数えて第13個目のチャネルであることが分かり、制御素子104によりチューナブル光源101が正確に出力されるよう制御する。
【0031】
実施例3において、光学濾過素子513は波長範囲がλHからλLに該当しない光を濾過する帯域通過フィルター(BandPass Filter)であり、この帯域通過フィルターを通過する光のスペクトラム分布を図6に示す。このうち、横軸は波長分布、縦軸は透過エネルギー損の大きさをそれぞれ示す。このような状況で、出力波長が特定波長λiであるよう期待すると、先にファブリーペロエタロン512により特定波長λiの光を分離し、更に帯域通過フィルターにより光における波長がλLより小さくλHより大きいチャネルを濾過する。その後、更に光チャネルにおいて波長λHおよびλLに最も接近する、例えば図6のλS及びλEのような中心波長を濾過して、サーバ制御の出発点波長と終止点波長とし、出発点波長及び終止点波長の存在するチャネルをそれぞれサーバ制御の開始チャネルおよび終了チャネルとする。このようにして、出力された実際の波長が期待する特定波長λiと偏差があったり、チャネルが不正確な場合も、サーバ制御516は、設定された開始チャネル及び出発点波長もしくは終了チャネル及び終止点波長に基づいて特定波長λiが存在するチャネルを検索することができ、その位置を制御素子104に通知して、出力波長が特定波長λiであることを確実にする。例を挙げると、ITU100GHzの仕様において、出力光105が特定波長1550.12nmを有すると期待される時、波長範囲が1540nmから1560nmの帯域通過フィルターを利用して部分チャネルを濾過し、この際、開始チャネルは中心波長が1540.56nmのチャネル、終了チャネルは中心波長が1559.79nmのチャネルであるので、サーバ素子516により開始チャネル又は終了チャネルに基づいて特定波長のチャネル位置を計算し、制御素子104によりチューナブル光源101が正確に出力されるよう制御する。
【0032】
なお、上記の各実施例における高域、低域、または帯域通過フィルターの選択は実際の必要に応じて決定するので、本発明の上記の開始チャネルもしくは終了チャネルのような、基準チャネル及び上記の出発点波長又は終止点波長のような、基準波長を設定する目的が達成される限り、如何なるタイプの光学濾過素子も全て応用することができる。
【0033】
以下の実施例で本発明の第二実施の形態における波長安定化の制御装置およびその制御方法について詳細に説明する。
【0034】
実施例4において、光学濾過素子714は波長がチューナブル光源201の全てのチューナブル波長範囲より小さい光を濾過する高域通過フィルターであり、フィルター上に塗布された薄膜により通過させる光強度と波長との間には線形の関係、つまり一定の傾きがあり、そのスペクトラムは図7に示すとおりである。このうち、横軸は波長分布、縦軸は透過エネルギー損の大きさをそれぞれ示す。この状況では、特定波長λiを正確に出力しようとすると、高域通過フィルターにより各チャネルを区別し、ファブリーペロエタロン716を通過した後の特定波長の光と各チャネルの光を比較して、この特定の波長が存在するチャネルを判断する。このようにして、出力した実際の波長(図7に示すλT)が期待する特定波長(図7に示すλi)と偏差があったり又はチャネルが正確でないときに、サーバ素子718が正確な位置(図7に示す第7チャネル)を制御素子204に通知し、出力波長が特定波長λiであることを確実にする。当然、本実施の形態における光学濾過素子714は波長がチューナブル光源201の全てのチューナブル波長範囲より大きい光を濾過する低域通過フィルターでもよく、そのスペクトラム分布は図8に示すとおりである。この状況では、この特定波長が存在するチャネルを判断する方法は透過エネルギーの低いほうから高いほうへ順に判断するので、ここでは特に詳しく述べない。
【0035】
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。よって、本発明は後付する特許請求の範囲により限定される。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、可動光学素子を使用しない状況で、光ファイバ経路が受信した光における特定の波長が精密に出力され且つ正確なチャネル上にある効果を達成できる。このため、本発明は如何なる位置決めの困難及び壊れやすいなどの問題はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の波長安定化の制御器の配置フレームを示す略図である。
【図2】本発明の第一実施の形態における波長安定化の制御装置の配置フレームを示す略図である。
【図3】本発明の第二実施の形態における波長安定化の制御装置の配置フレームを示す略図である。
【図4】本発明の実施例1の波長安定化の制御装置において、高域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【図5】本発明の実施例2の波長安定化の制御装置において、低域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【図6】本発明の実施例3の波長安定化の制御装置において、帯域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【図7】本発明の実施例4の波長安定化の制御装置において、高域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【図8】本発明の実施例4の波長安定化の制御装置において、低域通過フィルターを通過する光のスペクトラムである。
【符号の説明】
1、101、201 チューナブル光源
2、102、202 光ファイバ経路
3、103、203 波長安定化の制御器
4 制御ユニット
5、105、205 光
10 チューナブルレーザシステム
104、204 制御素子
311 ビームスプリッター
312、512、716 ファブリーペロエタロン
313、314 光検出器
315 信号処理及び校正器
511、711、713 ビーム分割素子
513、714 光学濾過素子
514、515、712、715、717 光検出素子
516、718 サーバ素子
Claims (10)
- 光通信システムにおいてチューナブル素子が出力した光を制御するための波長安定化の制御装置であって、
前記光を第一光と第二光に分割するビーム分割素子と、
前記第一光を直接的に受信し且つそれを第一電気信号に変換する第一光検出素子と、
前記第二光を間接的に受信し且つそれを第二電気信号に変換する第二光検出素子と、
前記ビーム分割素子と第二光検出素子との間に配置され、前記第二光において特定波長を有する光を分離するファブリーペロエタロンと、
前記ファブリーペロエタロンと前記第二光検出素子との間に配置され、前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過する光学濾過素子と、
前記第一電気信号及び前記第二電気信号を受信し信号処理を行うサーバ素子と、を備えることを特徴とする波長安定化の制御装置。 - 前記光学濾過素子は、高域通過フィルター、低域通過フィルター、及び帯域通過フィルターからなるグループから選ばれることを特徴とする請求項1に記載の波長安定化の制御装置。
- 光通信システムにおいてチューナブル素子が出力した光を制御するための波長安定化の制御装置であって、
前記光を第一光及び第二光に分割する第一ビーム分割素子と、
前記第一光を直接的に受信し且つそれを第一電気信号に変換する第一光検出素子と、
前記第二光を第三光及び第四光に分割する第二ビーム分割素子と、
前記第三光を間接的に受信し、且つそれを第二電気信号に変換する第二光検出素子と、
前記第四光を間接的に受信し且つそれを第三電気信号に変換する第三光検出素子と、
前記第二ビーム分割素子と前記第二光検出素子との間に配置され、前記第三光において前記チューナブル素子の全ての波長変調範囲を含む光スペクトラムをゼロでない傾きを有する光スペクトラムに変換する光学濾過素子と、
前記第二ビーム分割素子と前記第三光検出素子との間に配置され、前記第四光において特定の波長を有する光を分離するファブリーペロエタロンと、
前記第一電気信号、前記第二信号及び前記第三電気信号を受信して信号処理を行うサーバ素子と、を備えることを特徴とする波長安定化の制御装置。 - 前記光学濾過素子は、高域通過フィルター及び低域通過フィルターからなるグループから選ばれることを特徴とする請求項3に記載の波長安定化の制御装置。
- チューナブル素子からの光を第一光と第二光に分割するステップと、
前記第二光における特定波長を有する光を分離するステップと、
前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過し、且つ基準チャネルを設定するステップと、
前記第一光及び特定波長を有する光をそれぞれ電気信号に変換するステップと、
前記電気信号に信号処理を行うステップと、を含むことを特徴とする波長安定化の制御方法。 - 前記特定波長を有する部分チャネルを濾過し、且つ基準チャネルを設定するステップには、カットオフ波長がλHの高域通過フィルタを利用して前記特定波長を有する光において波長がλHより小さいチャネルを濾過し、且つ濾過後のチャネルにおいて中心波長が前記カットオフ波長λHにもっとも接近するチャネルを開始チャネルとすることを特徴とする請求項5に記載の波長安定化の制御方法。
- 前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過して、基準チャネルを設定するステップには、カットオフ波長がλLの低域通過フィルターを利用して前記特定波長を有する光において波長がλLより大きいチャネルを濾過し、且つ濾過後のチャネルにおいて中心波長が前記カットオフ波長λLに最も接近するチャネルを終了チャネルとすることを特徴とする請求項5に記載の波長安定化の制御方法。
- 前記特定波長を有する光の部分チャネルを濾過し、基準チャネルを設定するステップには、波長範囲がλHからλLの帯域通過フィルターを利用して前記特定波長を有する光において前記波長範囲に該当しないチャネルを濾過し、且つそれぞれ濾過後のチャネルにおいて中心波長が前記カットオフ波長λH及びλLに最も接近するチャネルを開始チャネル及び終了チャネルとする請求項5に記載する波長安定化の制御方法。
- チューナブル素子からの光を第一光及び第二光に分割するステップと、
前記第二光を第三光及び第四光に分割するステップと、
前記第三光のスペクトルをゼロでない傾きを有するスペクトルに変換するステップと、
前記第四光において特定波長を有する光を分離するステップと、
前記第一光と、前記ゼロでない傾きを有する前記第三光、前記特定波長を有する光をそれぞれ電気信号に変換するステップと、
前記電気信号に信号処理を行うステップと、を含むことを特徴とする波長安定化の制御方法。 - 前記第三光のスペクトルをゼロでない傾きに変換するステップとには、前記第三光を前記チューナブル素子の全ての波長変調範囲を含む高域又は低域通過フィルター通過させることを特徴とする請求項9に記載の波長安定化の制御方法。
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