JP2004229243A - マッハツェンダ干渉計型光フィルタ及びその制御方法 - Google Patents
マッハツェンダ干渉計型光フィルタ及びその制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004229243A JP2004229243A JP2003018051A JP2003018051A JP2004229243A JP 2004229243 A JP2004229243 A JP 2004229243A JP 2003018051 A JP2003018051 A JP 2003018051A JP 2003018051 A JP2003018051 A JP 2003018051A JP 2004229243 A JP2004229243 A JP 2004229243A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- filter
- path length
- optical path
- change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/2935—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means
- G02B6/29352—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means in a light guide
- G02B6/29355—Cascade arrangement of interferometers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/25073—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion using spectral equalisation, e.g. spectral filtering
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/29395—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device configurable, e.g. tunable or reconfigurable
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B2210/00—Indexing scheme relating to optical transmission systems
- H04B2210/003—Devices including multiple stages, e.g., multi-stage optical amplifiers or dispersion compensators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
【課題】マッハツェンダ干渉計型光フィルタにおいて、フィルタ消光比を制御する際に、フィルタ平均挿入損失が変動してしまうという問題を解決する。
【解決手段】３つのマッハツェンダ干渉計を縦列接続することにより構成される光フィルタにおいて、光フィルタのフィルタ消光比を制御するための２つの光路長変化部１１及び１２に与える光路長変化量を、上記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、上記フィルタ消光比、並びに２つの光路長変化部に与える光路長変化量との関係を示す式に基づいて設定するように構成する。
【選択図】 図１
【解決手段】３つのマッハツェンダ干渉計を縦列接続することにより構成される光フィルタにおいて、光フィルタのフィルタ消光比を制御するための２つの光路長変化部１１及び１２に与える光路長変化量を、上記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、上記フィルタ消光比、並びに２つの光路長変化部に与える光路長変化量との関係を示す式に基づいて設定するように構成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重伝送システム（以下、ＷＤＭシステム、ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）において使用される光利得等化器に関し、特に、光利得等化器を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ファイバ製造技術の向上により低損失な光ファイバが出現したために、光ファイバ通信システムが実用化されている。また、長距離伝送を実現するために光ファイバ伝送路の損失を補償する装置として、信号光を増幅する光増幅器が実用化されている。一方で、伝送路容量を増大させるための方法として、ＷＤＭシステムがある。ＷＤＭシステムとは、複数の異なる周波数（波長）を持つ信号光を多重化し、１本の光ファイバを用いて伝送するシステムである。
【０００３】
ところで、多重化された信号光を一括して増幅する光増幅器を使用する際、光増幅器による利得の周波数（波長）依存性のために、光増幅器を通過した後の信号光パワーは、周波数（波長）によって異なってしまう。さらに、多数の光増幅器を縦列接続すると、このような信号光パワーの偏差は累積することとなっていまう。また、長距離伝送においては、伝送路ファイバによる損失の周波数（波長）依存性によっても、信号光パワーの偏差は累積する。このようにして発生する信号光パワーの偏差及び光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）は、伝送距離を制限し、また、受信端での受信感度を劣化させる要因として問題となっていた。
【０００４】
伝送距離を延ばすためにこのような雑音を除去する技術として、以下の第１の発明がある。第１の発明によれば、強度変調された入力光が注入され、その光強度により出力発信周波数が変化する半導体レーザと、その半導体レーザの出力光が導入されその光周波数に対して実質的に２つの透過率の何れか一方を示す光フィルタを備える光パルス波形整形装置を構成する。上記構成において、入力光強度が小さい時の半導体レーザの出力周波数に対して光フィルタが阻止状態、入力光強度がある程度大きく、且つ、半導体レーザの出力周波数が変化した時に光フィルタが透過状態となる。これにより、消光比が高く、雑音除去効果が高い光パルス波形整形装置を実現する。ここで、上記光フィルタは、互いに光路長の異なる２つの光導波路の一方にリング共振器が設けられ、入力光を分岐して上記２つの光導波路に伝搬させた後に合波するリング共振器つきマッハツェンダ干渉計を含むこととしても良い（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、一方で、伝送距離を延ばすために、光増幅器や伝送路ファイバの利得・損失の周波数（波長）依存性を補償する補償用光部品として、光利得等化器が提案され、活発に研究開発がされつつある。
【０００６】
従来、周波数（波長）軸上における透過特性の変化周期（以下、ＦＳＲ、ＦＳＲ：Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）が互いに異なる複数の周期フィルタを多段縦列接続することによって構成される光利得等化器が検討されていた。そのなかでも、小型化・低コスト化に有利であるとして、周期フィルタにマッハツェンダ干渉計型光フィルタを用いた、マッハツェンダ干渉計型光フィルタの多段縦列接続型光利得等化器が有力候補として主に検討されてきた。周期フィルタは、周波数（波長）軸上において、正弦波状の可変透過特性を有する。従って、互いに異なる周期を有する複数の正弦波を重畳することにより、任意のフィルタ形状を形成することが可能であることはフーリエ級数展開法から明らかである。故に、ＦＳＲの互いに異なる複数の周波数フィルタを多段縦列接続することにより任意の透過特性を有する光利利得等化器を実現する事は原理的に可能である。
【０００７】
このマッハツェンダ干渉計型光フィルタを多段縦列接続することにより構成される光利得等化器に関する技術として、以下の第２の発明がある。第２の発明によれば、ＦＳＲが互いに異なる第１及び第２のマッハツェンダ型光フィルタを縦列接続することにより、第１のマッハツェンダ型光フィルタでは平坦化しきれなかった利得波長（又は周波数）特性のフィルタ均一性を、第１のマッハツェンダ型光フィルタとはＦＳＲが異なる第２のマッハツェンダ型光フィルタで平坦化させる。これにより、光増幅器の段数が多い場合やその利得のアンバランスが大きい場合でも良好な伝送特性を確保する事ができる光利得等化器を実現する（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−３２１７４２号公報（特許請求の範囲及び要約）
【特許文献２】
特開平６−２７６１５４号公報
【特許文献３】
特開平５−６１０７７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術によれば、光増幅器や伝送路ファイバの利得・損失の周波数（波長）依存性を補償することが可能であるが、制御方法において問題があった。以下、簡単のため、図１に示すような１段のマッハツェンダ干渉計型光フィルタの場合について説明する。図１に示すマッハツェンダ干渉計型光フィルタにおいて、第１マッハツェンダ干渉計、第２のマッハツェンダ干渉計及び第３のマッハツェンダ干渉計が縦列接続されている。さらに、第１のマッハツェンダ干渉計は、入力側光ファイバ２１に接続され、第３のマッハツェンダ干渉計は、出力側光ファイバ２２に接続されている。また、各マッハツェンダ干渉計には光路長変化部が備えられている。
【００１０】
第１のマッハツェンダ干渉計に備えられる光路長変化部１１及び第２のマッハツェンダ干渉計に備えられる光路長変化部１２は、フィルタ消光比の制御に使用され、第３のマッハツェンダ干渉計に備えられる光路長変化部１３は、フィルタ位相の制御に使用される。従来技術によれば、図１に示すような光フィルタを制御する際には、光路長変化部１１と１２に共に等しい光路長変化量を与えて、フィルタ消光比を制御する。これは、光路長変化部１１と１２に、互いに異なる光路長変化量を与えると、フィルタ消光比が大きな周波数（波長）依存性を持つことなるため、フィルタの正弦波状の透過特性が崩れてしまうからである。
【００１１】
この従来の制御方法を用いると、フィルタ消光比を制御する際に、フィルタ平均挿入損失が変動してしまう。具体的には、フィルタ消光比の増大に伴い、フィルタ平均挿入損失も増大し、フィルタ消光比の減少に伴い、フィルタ平均挿入損失も減少する。以下、図１に示すマッハツェンダ干渉計型光フィルタの制御について、理論計算を用いて説明する。以下の説明において、光路長変化部１１、１２、１３に付加する光路長変化量をそれぞれΔＬ１、ΔＬ２、ΔＬ３とする。また、Ａ０を光入力端として、Ａ１を光出力端とする。これは、ΔＬ１＝ΔＬ２＝ΔＬ３＝０（ｍ）とした時に全透過となり、システム上都合がよいためである。フィルタの制御パラメータとしては、フィルタ消光比とフィルタ位相があり、ΔＬ１及びΔＬ２がフィルタ消光比の制御に、ΔＬ３がフィルタ位相の制御に使用される。
【００１２】
Ａ０＝１、Ｂ０＝０の場合、上側の導波路端Ａ１での光出力強度Ｐα１は下記の（１）式で表される。
【００１３】
【数１】
【００１４】
（１）式において、ｃ、ν及びΔνは、それぞれ光速（ｍ／ｓ）、光の周波数（Ｈｚ）及びフィルタのＦＳＲ（Ｈｚ）を示す。
上記のように、従来の制御方法では、フィルタ消光比の制御はΔＬ１＝ΔＬ２の条件を満たしながら、これらを変化させて行われるため、ここでΔＬ１＝ΔＬ＝ΔＬと置き直し、またフィルタ位相の制御は関係ないのでΔＬ３＝０として（１）式に示すＰα１を簡略化すると、下記の（２）式のようになる。
【００１５】
【数２】
【００１６】
（２）式においてΔＬを変化させた時のフィルタスペクトル及びその時のフィルタ平均挿入損失を図２１から図２５に示す。図２１から図２５は、それぞれ、フィルタ消光比が１、２、６、１０、１４ｄＢであり、ΔＬが１．１５×１０−７、１．６×１０−７、２．５８×１０−７、３．０８×１０−７、３．３７×１０−７ｍである時のフィルタスペクトル及びフィルタ平均挿入損失を示している。図２１から図２５において、横軸は光周波数を示す。光周波数範囲は１９１から１９７ＴＨｚ、Δν＝１ＴＨｚとしている。縦軸は、フィルタ減衰量を示し、Ｐα１の対数をとった１０ｌｏｇ１０（Ｐα１）についてプロットしている。細い実線がフィルタスペクトルを示し、太い実線がフィルタ平均挿入損失を示す。
【００１７】
図２１から図２５より、フィルタ消光比を１、２、６、１０、１４ｄＢと次第に大きくなるように変化させた際に、フィルタ平均挿入損失も、それぞれ、約０．５、約１、約２、約２．５及び約２．８ｄＢと次第に大きくなっていくことが分かる。このように、従来技術によれば、光フィルタのフィルタ消光比を制御するとフィルタ平均挿入損失も変化する。
【００１８】
次に、図２６に、最も単純な光利得等化器の構成例として、光フィルタを２段縦列接続した光利得等化器の構成例を示す。光フィルタのフィルタ平均挿入損失が変化すると、光フィルタを多段接続することによって構成される図２６に示すような光利得等化器の平均挿入損失も変化する。そして、この現象は光利得等化器を光伝送システムに挿入した際に問題となる。なぜならば、通常、光利得等化器は光増幅器に挟まれる形でシステムに挿入され、その光増幅器は、平均出力パワー一定制御（以下ＡＰＣ制御、ＡＰＣ：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）にて動作している。従って、光利得等化器の平均挿入損失が変動すると、光利得等化器の平均出力パワーも変動するために、後段に配置された光増幅器の動作条件が変化するからである。また、システム設計が困難になるという問題もある。
【００１９】
次に、図２７に、光増幅器の構成例を示す。図２７に示す光増幅器は、光出力を増大させるために第１の光増幅器３２−１及び第２の光増幅器３２−２を縦列に接続し、これらの間に固定（制御なし）の光利得等化器５１及び可変光減衰器（ＶＯＡ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）６１を配置する。入力側に配置される光増幅器３２−１は低ノイズのものであり、出力側に配置される光増幅器３２−２は高出力パワーのものである。また、第１の光増幅器３２−１の入力側、光利得等化器５１と可変光減衰器６１の間、第２の光増幅器３２−２の入力側、光増幅器３２−２の出力側に、それぞれ光分岐器３１−１、３１−２、３１−３及び３４を配置し、分岐先に、それぞれ、フォトダイオード（ＰＤ）３５−１、３５−２、３５−３及び３５−４を接続する。
【００２０】
第１の光増幅器３２−１及び第２の光増幅器３２−２への入力パワーが変動する際に、そのチルトが大幅に変動しないように、第１の光増幅器３２−１及び第２の光増幅器３２−２は、それぞれ、ＰＤ３５−１及び３５−２、並びに、ＰＤ３５−３及び３５−４を用いて、利得一定制御される（ＡＧＣ：Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）。ＶＯＡ６１は、光増幅器３２−１の入力パワーが変動した際でも光増幅器３２−２の入力パワー（及び出力パワー）が一定になるように、ＰＤ３５−２を用いて制御される（ＡＬＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）。これにより、入力ダイナミックレンジを確保する。なお、これらの制御は、すべて制御回路８０によって一括して行われる。このように、光フィルタを用いて構成される光利得等化器を用いた光増幅器では、光増幅器３２−２への入力パワーを一定にするために、ＶＯＡ６１が必要であるという問題もあった。
【００２１】
以上の問題に鑑み、フィルタ消光比とフィルタ平均挿入損失を独立に制御する事が可能なマッハツェンダ干渉計型光フィルタ及びその制御方法を提供することが、本発明が解決しようとする第１の課題である。また、平均挿入損失を一定値に保った状態でフィルタの透過特性を制御することが可能な光利得等化器及びその制御方法を提供することが、本発明が解決しようとする第２の課題である。更に、また、より簡単な構造を有する光増幅器を提供することが本発明が解決しようとする第３の課題である。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の１態様によれば、第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、上記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段と、第１の光路長変化手段及び第２の光路長変化手段を用いて上記光フィルタのフィルタ消光比を制御する制御手段とを備える光フィルタにおいて、上記制御手段は、上記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と上記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを、上記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、上記フィルタ消光比、並びに上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量とが所定の関係を満たすように設定するように構成する。
【００２３】
上記構成において、制御手段は、上記所定の関係に基づいて上記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と上記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを設定する。これにより、光フィルタの正弦波状の透過特性を維持しながらも、フィルタ消光比を制御するための２つの光路長変化手段に異なる光路長変化量を与えることが可能となる。延いては、フィルタ消光比を制御する際に、フィルタ平均挿入損失が変動してしまうという問題を解決することが可能となる。
【００２４】
ここで、上記所定の関係を示す第１の式を、導波路端での信号光の出力強度を示す第２の式から得られた、フィルタ平均挿入損失と上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量との関係を示す第３の式と、上記第２の式から得られた、フィルタ消光比と上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量との関係を示す第４の式とを、連立して解くことにより得ることとしてもよい。
【００２５】
また、上記構成において、上記制御装置は、上記第１の式に基づいて、上記光フィルタのフィルタ平均挿入損失を一定値に保ちながら上記フィルタ消光比を変化させるように、上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量を設定することとしてもよい。また、上記制御装置は、上記第１の式に基づいて、上記光フィルタのフィルタ消光比を一定値に保ちながら上記フィルタ平均挿入損失を変化させるように、上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量を設定することとしてもよい。また、上記制御装置は、上記第１の式に基づいて上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量を設定することにより、上記光フィルタのフィルタ消光比と上記フィルタ平均挿入損失とを互いに独立させて制御することとしてもよい。
【００２６】
また、上記構成において、上記第１及び第２の光路長変化手段は、熱光学効果を用いて上記光路長を変化させることとしてもよいし、電気光学効果を用いて前記光路長を変化させることとしてもよい。
【００２７】
また、本発明の別の１態様によれば、上記構成を有する複数の光フィルタを連結することにより、光利得等化器を構成することとしてもよい。上述のように、上記光利得等化器を構成する各光フィルタのフィルタ平均挿入損失とフィルタ消光比とを独立して制御することが可能であるため、上記光利得等化器の透過波長特性と平均挿入損失を独立に制御することが可能である。従って、例えば、平均挿入損失を一定値に保った状態で透過特性を制御することが可能な光利得等化器を構成できる。故に、光利得等化器の透過特性を変化させると、平均挿入損失も変動し、そのために光利得等化器の平均出力パワーも変動することにより、後段に配置された光増幅器の動作条件が変化してしまうという従来技術の問題を解決することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の更なる別の１態様によれば、上記構成を有する光利得等化器を光伝送システムの中継区間に配置し、光増幅器のチルトを補償させるように構成することも可能である。これにより、信号光のＯＮＳＲを改善し、伝送距離を延長させる事が可能となる。
【００２９】
また、上記構成を有する光利得等化器を用いて光増幅器を構成することも可能となる。本発明の更なる別の１態様によれば、第１の光増幅手段と、上記第１の光増幅手段の後段に配置された第２の光増幅手段と、上記第２の光増幅手段から出力される信号光の出力パワーレベルをモニタする光信号モニタ手段と、上記構成を有する光利得等化器とを備える。そして、上記出力パワーレベルのモニタ結果に基づいて、光利得等化器の平均挿入損失は、光利得等化器を構成する各光フィルタ内の光路長変化手段を用いて、信号光パワーレベルを平坦化させるように制御される。このように、本発明の１態様に係わる光利得等化器は、透過波長特性と平均挿入損失を独立に制御する事が可能であるため、光利得等化器を信号光のパワーレベルの平坦化に用いることができる。延いては、従来技術では光増幅器に必要であったＶＯＡを不要とすることが可能となる。
【００３０】
ここで、上記光利得等化器は、上記第１及び第２の光増幅手段の間に配置されることとしてもよいし、上記第１の光増幅手段の前段に配置されることとしてもよい。また、上記光利得等化器は、上記第２の光増幅手段と前記光信号モニタ手段の間に配置されることとしてもよい。
【００３１】
また、上記光増幅器は、各光増幅手段の前段及び後段のそれぞれに、各光増幅手段を利得一定制御する光分岐器及びフォトダイオードを更に備えることとしてもよい。
【００３２】
或いは、光増幅器から出力される信号光のパワーを光増幅器にフィードバックすることにより、信号光のパワーの変動に追従するように光増幅器を制御する場合、第１及び第２の光増幅手段の出力のチルトをダイナミックに補償する事ができるため、出力一定制御をすることが可能である。利得一定制御を行う場合には、各光増幅手段の前段と後段にそれぞれ光分岐器とフォトダイオードを配置する事が必要であったが、出力一定制御を行う場合は、光増幅手段の前段に光分岐器及びフォトダイオードを配置することが不要となるため、光増幅器の構成を一層簡略化することが可能となる。
【００３３】
また、上記構成を有する光増幅器を、光伝送システムの中継区間に配置することとしてもよい。上記光伝送システムによれば、上記構成を有する光増幅器から出力される信号光のパワーが一定になるように制御されるため、多数の光増幅器を縦列接続するために累積してしまう信号光パワー偏差を低減し、延いては伝送距離を延長することを可能とする。
【００３４】
また、上記各態様に係わる光フィルタ、光利得等化器又は光増幅器において行われる各動作と同様の手順からなる、光フィルタ、光利得等化器又は光増幅器の制御方法によっても、上記課題を解決することが可能である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、同じ装置等には同じ参照番号をつけ、説明を省略する。
【００３６】
図１に、マッハツェンダ干渉計型光フィルタの構成を示す。この図１については、従来技術について説明する際に説明したため、ここでは説明を省略する。次に、第１実施形態に係わる光フィルタの構成について説明する。第１実施形態に係わる光フィルタは、図１に示すようなマッハツェンダ干渉計型フィルタ１００と、その駆動装置を備える。ここで、光フィルタには、平面光波回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）構成の熱光学効果を用いたタイプや強誘電体結晶や半導体材料の電気光学効果を用いたタイプ等がある。本実施形態に係わる光フィルタは、いずれのタイプを採用しても良い。まず、図２を用いて、例として、前者の熱光学効果を用いた光フィルタの駆動装置の構成について説明する。このタイプでは、光路長変化部１１、１２及び１３に石英系材料を用いる。そして、図２に示すように、各マッハツェンダ干渉計のアーム部にある光路長変化部１１、１２及び１３に、薄膜抵抗ヒータ１０９を配置する。
【００３７】
マッハツェンダ干渉計型光フィルタ１００の駆動装置１０１は、各ヒータ１０９への供給電力を計測するための電流計１０６、電圧計１０７、供給電圧を変化させるための可変電圧源１０８、電流計１０６及び電圧計１０７のアナログ計測値をデジタルに変換して制御回路１０２に出力するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ１０３及び１０４、並びに制御回路１０２から出力されたデジタル制御信号をアナログに変換して可変電圧源１０８に出力するＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏＡｎａｌｏｇ）コンバータ１０５を備える。
【００３８】
制御回路１０２は、各ヒータ１０９への供給電力を可変電圧源１０６によって変化させる事によって、光路長変化部１１、１２及び１３を構成する材料の屈折率を変化させ、これにより光路長変化量を制御する。ここで、制御回路１０２は、後述のように、フィルタ消光比、フィルタ平均挿入損失、消光比を制御するための２つの光路長変化部１１及び１２に与える光路長変化量の関係を示す式（後述の（７）式）に基づいて、光路長変化部１１及び光路長変化部１２に与える光路長変化量を別個に設定することにより、光フィルタのフィルタ消光比及びフィルタ平均挿入損失を独立して制御する。なお、「別個に設定」とは、言い換えると、「光路長変化部１１及び光路長変化部１３に与える光路長変化量を常に等しく設定」するのではないということである。
【００３９】
次に、図３を用いて、後者の電気光学効果を用いたタイプのマッハツェンダ干渉計型光フィルタの駆動方法について説明する。この場合の駆動装置は、図２に示す駆動装置と同様であるため、図３においては駆動装置の構成を省略する。但し、この場合、図３（ｄ）に示すように、駆動装置からの電圧を両電極間に印加する構成となる。また、図３（ａ）は、図１と同じであるため説明を省略する。
【００４０】
このタイプでは、光路長変化部１１、１２及び１３にＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３等のような強誘電体結晶材料を基板として用いる。図３（ｂ）に、光路長変化部１１、１２又は１３の拡大図を示す。図３（ｂ）に示すように、光路長変化部１１、１２、又は１３は、基板上に２つの導波路、２つの方向性結合器１１２及び１対の電極１１０を有する。図３（ｃ）に、図３（ｂ）中の一点鎖線ＡＡ’における、この１対の電極１１０の断面図を示す。図３（ｃ）に示すように、１対の電極１１０は、バッファ層１１３を介して基板に電極１１０を装荷する。基板内には、光導波路１１１が作成されており、電極１１０は、光導波路１１１の上に配置されている。電極１１０間には、光フィルタ１００の駆動装置１０１から電圧が印加されており、この電圧は可変電圧源によって変化される。
【００４１】
駆動装置１０１は、電極１１０間に供給する電圧を変化させることにより、電極間に生じる電界の強度を制御する。これにより、光路長変化部１１、１２及び１３を構成する材料の屈折率を変化させ、これにより光路長変化量を制御する。
【００４２】
以下、図１を用いて、制御回路１０２によるマッハツェンダ干渉計型光フィルタの制御方法について、理論計算を用いて説明する。以下の説明において、従来技術についての説明の場合と同様に、光路長変化部１１、１２、１３に付加する光路長変化量をそれぞれΔＬ１、ΔＬ２、ΔＬ３とする。また、Ａ０を光入力端として、Ａ１を光出力端とする。
【００４３】
上記の（１）式を変形すると以下の（３）式のようになる。
【００４４】
【数３】
【００４５】
（３）式中には、ｃｏｓ｛２π（ΔＬ１−ΔＬ２）ν／ｃ｝、ｃｏｓ｛２π（ΔＬ１＋ΔＬ２）ν／ｃ｝、ｃｏｓ｛２π（ｃ＋ΔＬ３Δν）ν／（ｃΔν）｝の３つの周期関数成分が含まれている。また、（３）式の下段の式の周波数軸上での積分値が０（零）となることは、（３）式の形から容易に理解できる。従って、（３）式の上段の式のみが平均出力パワーを表すことが分かる。
【００４６】
この結果、フィルタ平均挿入損失をＡ（ｄＢ）＞０とおくと、ＡとΔＬ１およびΔＬ２の関係式が以下の（４）式のように表されることが分かる。
【００４７】
【数４】
【００４８】
続いて、（１）式を別の形に変形すると、以下の（５）式のようになる。
【００４９】
【数５】
【００５０】
５）式の中の１−ｃｏｓ｛２π（ｃ＋ΔＬ３Δν）ν／（ｃΔν）｝、１＋ｃｏｓπ（ｃ＋ΔＬ３Δν）ν／ｃΔν｝は、ともにＦＳＲの小さい細かいフィルタ成分を表しており、これらとｃｏｓ｛２π（ΔＬ１−ΔＬ２）ν／ｃ｝、ｃｏｓ｛２π（ΔＬ１＋ΔＬ２）ν／ｃ｝を掛け合わしたものが、全体的なフィルタスペクトルとして見られることがこの式から理解できる。
【００５１】
この結果、フィルタ消光比をＢ（ｄＢ）＞０とおくと、ＢとΔＬ１およびΔＬ２の関係式が以下の（６）式のように表されることが分かる。
【００５２】
【数６】
【００５３】
さらに、上記（４）式と（６）式を連立させて解くことにより、以下の（７）式が得られる。
【００５４】
【数７】
【００５５】
なお、（７）式において、ｃ／｛２（ΔＬ１＋ΔＬ２）｝は、２００×１０１２以上であることを要する。
【００５６】
以下、（７）式に基づいてフィルタを制御した場合のフィルタスペクトル及びフィルタ平均挿入損失の変化について説明する。まず、フィルタの平均挿入損失を一定値に保った状態でフィルタ消光比を変化させた場合のフィルタスペクトルについて説明する。
【００５７】
図４から図８は、フィルタ平均挿入損失を一定値３ｄＢに保ちつつ、フィルタ消光比を、１、２、６、１０、１４ｄＢと変化させた場合のフィルタスペクトルの変化を示す。但し、図４から図８において、Ｃ（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ）バンドの中心であるν＝１９４ＴＨｚにおいて所望のフィルタ平均挿入損失およびフィルタ消光比となるように、（７）式に基づいてΔＬ１及びΔＬ２を求めている。図４から図８に示すように、フィルタ消光比を大きくするに従って、スペクトルの振幅が大きくなるが、平均挿入損失は一定のままである、従って、本実施形態に係わる制御方法によれば、制御回路１０２は、（７）式に基づいてΔＬ１及びΔＬ２の値を設定する事により、フィルタ平均挿入損失を一定に保った状態でフィルタ消光比を変化させるようにマッハツェンダ干渉計型光フィルタを制御する事が可能である。
【００５８】
次に、（７）式に基づいてフィルタ消光比Ｂを一定値に保った状態でフィルタ平均挿入損失Ａを変化させた場合のフィルタスペクトルについて説明する。
図９から図１３は、フィルタ消光比Ｂを一定値２ｄＢに保ちつつ、フィルタ平均挿入損失を、１、２、３、５、１０ｄＢと変化させた場合のフィルタスペクトルの変化を示す。但し、図４から図８の場合と同様に、図９から図１３においても、ν＝１９４ＴＨｚにおいて所望のフィルタ平均挿入損失およびフィルタ消光比となるように、（７）式に基づいてΔＬ１及びΔＬ２を求めている。また、光周波数範囲を１９１から１９７ＴＨｚ、Δν＝１ＴＨｚとする。図９から図１３に示すように、平均挿入平均挿入損失を変化させてもスペクトルの振幅が変化しないことから、フィルタ消光比は一定のままである、従って、本実施形態に係わる制御方法によれば、制御回路１０２は、（７）式に基づいてΔＬ１及びΔＬ２の値を別々に設定する事により、フィルタ平均挿入損失を変化させてもフィルタ消光比を一定に保つようにマッハツェンダ干渉計型光フィルタを制御する事も可能である。
【００５９】
故に、図４から図１３から、制御回路１０２は、（７）式に基づいて、マッハツェンダ干渉計型光フィルタのフィルタ平均挿入損失とフィルタ消光比とを独立して制御することが可能である事が分かる。但し、所望のフィルタ平均挿入損失およびフィルタ消光比となる周波数ν（Ｈｚ）を予め設定する必要がある。
【００６０】
また、本発明の制御方法を使用したマッハツェンダ干渉計型光フィルタを多段縦列接続することにより、平均挿入損失を一定値に保った状態で透過特性を制御することが可能な光利得等化器を構成できる。以下、第２実施形態として、上記光フィルタを用いた光利得等化器について説明する。図１４に、第２実施形態に係わる光利得等化器の構成例を示す。
【００６１】
図１４に示すように、第２実施形態に係わる光利得等化器１２０は、ＦＳＲが互いに異なる複数の光フィルタから構成される。各光フィルタ１００については、第１実施形態において既に説明した。光信号モニタ装置１２１は、光利得等化器１２０の後段に配置され、光利得等化器１２０から出力される信号光パワーレベルをモニタする。制御回路１２３は、光利得等化器１２０から出力される信号光のパワーレベルを平坦化するように、光利得等化器１２０を構成する各光フィルタを制御する。
【００６２】
より具体的には、制御回路１２３は、モニタ結果に基づいて光利得等化器１２０を構成する複数の光フィルタで合成する透過波長特性を決定し、フーリエ級数展開法を用いてその透過波長特性を展開することによって、各々の光フィルタの消光比と位相を算出する。さらに、制御回路１２３は、その算出結果と（７）式に基づいて、各光フィルタを構成する複数のマッハツェンダ干渉計の光路長変化部における光路長変化量を決定する。そして、制御回路１２３は、決定された光路長変化量が得られるように、可変電圧源（不図示）を用いて、各光路長変化部に備えられたヒータ又は電極等に供給する電力又は電圧を制御する。この際に、第１実施形態の場合と同様に、各光フィルタのフィルタ平均挿入損失とフィルタ消光比とを独立して制御することが可能である。従って、制御回路１２３は、上記光利得等化器１２０の透過波長特性と平均挿入損失を独立に制御する事が可能である。
【００６３】
これにより、光利得等化器の透過特性を変化させるとその平均挿入損失も同時に変動するために、その光利得等化器の後段に配置される光増幅器の動作条件が変化してしまうという従来の問題は、解決される。
【００６４】
上記第２実施形態に係わる光利得等化器を用いて光増幅器を構成することも可能である。以下、第３実施形態として、上記光利得等化器を用いた光増幅器について説明する。図１５に、第３実施形態に係わる光増幅器の構成の一例を示す。
【００６５】
図１５に示すように、第３実施形態に係わる光増幅器は、第１の光増幅器１３２−１及び第２の光増幅器１３２−２を２段縦列に接続し、その間に第２実施形態に係わる光利得等化器１２０を配置するように構成される。また、光増幅器１３２−１の前段には、光分岐器１３１−１及びＰＤ１３５−１が配置され、後段には、光分岐器１３１−２及びＰＤ１３５−２が配置される。同様に、光増幅器１３２−２の前段及び後段にも、光分岐器（１３１−３、１３２−４）とＰＤ（１３５−３、１３２−４）が１つずつ配置される。第２の光増幅器１３２−２の後段には、光分岐器１３１−５、及び、第２の光増幅器１３２−２から出力される信号光のパワーレベルをモニタする光信号モニタ装置１２２が配置される。ここで、光利得等化器１２０の構成については、第２実施形態において既に説明した。
【００６６】
第３実施形態でも、第２実施形態で説明したように、制御回路１２３は、光利得等化器１２０の透過波長特性と平均挿入損失とを互いに独立して制御することが可能である。また、制御回路１２３は、第１の光増幅器１３２−１及び第２の光増幅器１３２−２への入力パワーが変動する際にそのチルトが大幅に変動しないように、ＰＤ１３５−１及び１３５−２、並びに、ＰＤ１３５−３及び１３５−４を用いてＡＧＣ制御を行う。
【００６７】
また、第２の光増幅器１３２−２から出力される信号光のパワーレベルは、光信号モニタ装置１２２によってモニタされる。ＰＤ１３５−１から１３５−４の制御に加えて、制御回路１２３は、増幅器から出力される信号光のパワーレベルを平坦化するために、第２の光増幅器１３２−２に入力する信号光のパワーレベルが一定になるように、そのモニタ結果に基づいて光利得等化器１２０の平均挿入損失を制御する。
【００６８】
このように、第３実施形態に係わる光増幅器によれば、増幅された信号光のパワーを光増幅器内の光利得等化器１２０にフィードバックすることにより、制御回路１２３は、信号光のパワーの経時変動等に対して追従するように光増幅器を制御する事ができる。
【００６９】
従って、第３実施形態に係わる光増幅器によれば、光利得等化器１２０を用いて光増幅器から出力される信号光のパワーレベルの平坦化を行う事ができる。故に、図２７に示す従来の光増幅器では光利得等化器１２０の後段に、第１の光増幅器３２−１の入力パワーが変動した際に第２の光増幅器３２−２の入力パワーが一定になるようにＶＯＡ３４が配置されていたが、図１５に示す第３実施形態に係わる光増幅器では、そのＶＯＡは不要となる。
【００７０】
次に、第３実施形態の変形例として、別の光増幅器の構成例について説明する。図１６に、第３実施形態の変形例に係わる光増幅器の構成例を示す。図１５に示す光増幅器と同様に、図１６に示す光増幅器も、第１の光増幅器１３２−１及び第２の光増幅器１３２−２を２段縦列に接続し、その間に光利得等化器１２０を配置するように構成される。光利得等化器１２０の構成については、第２実施形態において既に説明した。
【００７１】
上記のように、第３実施形態によれば、光増幅器によって増幅された信号光のパワーを光増幅器にフィードバックすることにより、制御回路１２３は、信号光のパワーの変動に追従するように光増幅器を制御する。ここで、フィードバック制御を行う場合、光増幅器１３２−１及び１３２−２のチルトをダイナミックに補償する事ができるためにＡＧＣ制御を行う必要はなく、出力一定制御（ＡＰＣ：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）する事としても問題がない。そこで、第３実施形態の変形例にかかわる光増幅器によれば、光増幅器１３２−１及び１３２−２をＡＰＣ制御する事により、図１５で第１の光増幅器１３２−１の前段及び第２の光増幅器１３２−２の前段にそれぞれ配置されていたＰＤ及び光分岐器を不要とする。
【００７２】
このように、この変形例によれば、ＶＯＡ、並びに、２つのＰＤ及び２つの光分岐器を省略した、より簡素な構成を有する光増幅器を実現することが可能となる。
【００７３】
次に、第３実施形態の更なる変形例として、更なる別の光増幅器の構成例について説明する。レベルダイア等の観点から、光利得等化器の挿入位置は、２つの光増幅器の間であることが理想的であるが、２つの光増幅器の前段又は後段とする事も可能である。図１７及び図１８に、第３実施形態の更なる変形例に係わる光増幅器の構成例を示す。図１７に示す光増幅器によれば、第１の光増幅器１３２−１及び第２の光増幅器１３２−２を２段縦列に接続する。そして、光利得等化器１２０を、２つの光増幅器の間ではなく、第１の光増幅器１３２−１の前段に配置する。また、図１８に示す光増幅器によれば、２段縦列に接続された２つの第１の光増幅器１３２−１及び１３２−２の後段に、光利得等化器１２０を配置する。光利得等化器１２０の構成については、第２実施形態において既に説明した。
【００７４】
但し、図１７に示すように光利得等化器１２０を第１の増幅器１３２−１の前段に挿入すると、第１の光増幅器１３２−１へ入力する信号光のパワーが大幅に減少するために、信号光ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の劣化が生じる。これにより、伝送距離が制限されてしまう可能性がある。また、図１８に示すように光利得等化器１２０を第２の増幅器１３２−２の後段に挿入すると、第２の光増幅器１３２−２の最大出力パワーが決まっているために、伝送路へ入力する信号光のパワーが大幅に減少する。これによっても信号光ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の劣化しうるため、伝送距離が制限されてしまう可能性がある。
【００７５】
次に、第４実施形態として、第２実施形態に係わる光利得等化器を用いた光伝送システムの構成について説明する。図１９に、第４実施形態に係わる光伝送システムの構成例を示す。図１９に示す光伝送システムは、信号光の送信元である光送信装置１５１から受信先である光受信装置１５２までの各中継区間に配置される増幅器１３２−１から１３２−ｎ（ｎは自然数）の後段に、第２実施形態に係わる光利得等化器１２０−１から１２０−ｎを配置する。そして、各光利得等化器１２０−１から１２０−ｎは、各々の光増幅器１３２−１から１３２−ｎのチルトを補償するように制御される。これにより、伝送システムにおける信号光パワー偏差の累積を防ぎ、延いては伝送距離の延長を可能とする。
【００７６】
次に、第４実施形態の変形例として、第３実施形態に係わる光増幅器を用いた光伝送システムの構成について説明する。図２０に、第４実施形態の変形例に係わる光伝送システムの構成例を示す。図２０に示す光伝送システムは、信号光の送信元である光送信装置１５１から受信先である光受信装置１５２までの中継区間に、第３実施形態又はその変形例に係わる光増幅器を配置する。第３実施形態において説明したように、各光増幅器から出力される信号光のパワーは一定になるように制御される。従って、伝送システムにおいて多数の光増幅器を縦列接続することによって累積する信号光パワー偏差を低減し、延いては伝送距離を延長することを可能とする。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その他の様々な変更が可能である。
（付記１） 光フィルタであって、
第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段と、
第１の光路長変化手段及び第２の光路長変化手段を用いて前記光フィルタのフィルタ消光比を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と前記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを前記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、前記フィルタ消光比、並びに前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量とが所定の関係を満たすように設定する、
ことを特徴とする光フィルタ。
【００７８】
（付記２） 前記所定の関係を示す第１の式は、
導波路端での信号光の出力強度を示す第２の式から得られた、フィルタ平均挿入損失と前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量との関係を示す第３の式と、
前記第２の式から得られた、フィルタ消光比と前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量との関係を示す第４の式とを、
連立して解くことにより得られる、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００７９】
（付記３） 前記制御装置は、前記関係に基づいて、前記光フィルタのフィルタ平均挿入損失を一定値に保ちながら前記フィルタ消光比を変化させるように、前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量を設定する、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８０】
（付記４） 前記制御装置は、前記関係に基づいて、前記光フィルタのフィルタ消光比を一定値に保ちながら前記フィルタ平均挿入損失を変化させるように、前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量を設定する、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８１】
（付記５） 前記制御装置は、前記関係に基づいて前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量を設定することにより、前記光フィルタのフィルタ消光比と前記フィルタ平均挿入損失とを互いに独立させて制御する、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８２】
（付記６） 前記第１及び第２の光路長変化手段は、熱光学効果を用いて前記光路長を変化させる、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８３】
（付記７） 前記第１及び第２の光路長変化手段は、電気光学効果を用いて前記光路長を変化させる、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８４】
（付記８） 前記光フィルタは、光利得等化器に用いられることを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
（付記９） 光フィルタを制御する制御装置であって、
前記光フィルタは、
第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記制御装置は、前記フィルタのフィルタ消光比を制御する際に、互いに独立して前記第１及び第２の光路長変化手段による光路長の変化量を別個に設定する、
ことを特徴とする制御装置。
【００８５】
（付記１０） 複数の光フィルタを連結して構成される光利得等化器であって、
各光フィルタは、
第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記光フィルタのフィルタ消光比を制御するために、互いに個別に、前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段とを備える、
ことを特徴とする光利得等化器。
【００８６】
（付記１１） 光伝送システムの中継区間に配置される光増幅器の後段に配置される、
ことを特徴とする付記１０に記載の光利得等化器。
【００８７】
（付記１２） 光増幅器であって、
第１の光増幅手段と、
前記第１の光増幅手段の後段に配置された第２の光増幅手段と、
前記第２の光増幅手段から出力される信号光の出力パワーレベルをモニタする光信号モニタ手段と、
複数のマッハツェンダ干渉計型光フィルタを連結して構成され、前記出力パワーレベルのモニタ結果がフィードバックされる光利得等化器とを備え、
各マッハツェンダ干渉計型光フィルタは、
第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記光フィルタのフィルタ消光比を制御するために、互いに個別に、前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段とを備え、
前記信号光の前記出力パワーレベルを平坦化するように、前記光利得等化器の平均挿入損失は、各マッハツェンダ干渉計型フィルタの第１及び第２の光路長変化手段を用いて制御される、
ことを特徴とする光増幅器。
【００８８】
（付記１３） 前記光利得等化器は、前記第１及び第２の光増幅手段の間に配置される、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００８９】
（付記１４） 前記光利得等化器は、前記第１の光増幅手段の前段に配置される、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００９０】
（付記１５） 前記光利得等化器は、前記第２の光増幅手段と前記光信号も似た手段の間に配置される、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００９１】
（付記１６） 各光増幅手段の前段及び後段のそれぞれに、各光増幅手段を利得一定制御する光分岐器及びフォトダイオードを更に備える、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００９２】
（付記１７） 各光増幅手段の後段に、各光増幅手段を出力一定制御する光分岐器及びフォトダイオードを更に備える、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００９３】
（付記１８） 光伝送システムの中継区間に配置されることを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
（付記１９） 光フィルタの制御方法であって、
前記光フィルタは、
縦列接続された第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記光フィルタのフィルタ消光比を制御するために前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段とを備え、
前記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と前記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを、前記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、前記フィルタ消光比、並びに前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量とが所定の関係を満たすように設定する、
ことを含むことを特徴とする光フィルタの制御方法。
【００９４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、３つのマッハツェンダ干渉計を縦列接続することにより構成される光フィルタにおいて、光フィルタのフィルタ消光比を制御するための２つの光路長変化部に与える光路長変化量を、上記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、上記フィルタ消光比、並びに２つの光路長変化部に与える光路長変化量との関係を示す式に基づいて設定するように構成する。これにより、光フィルタの正弦波状の透過特性を維持しながらも、フィルタ消光比を制御するための２つの光路長変化手段に異なる光路長変化量を与えることが可能となる。延いては、光フィルタのフィルタ消光比を制御する際に、フィルタ平均挿入損失も変動してしまうという問題を解決することが可能となる。
【００９５】
また、上記構成を有する光フィルタを複数接続することにより光利得等化器を構成することにより、透過波長特性と平均挿入損失を独立に制御することが可能な光利得等化器を提供する事が可能となる。延いては、光利得等化器の透過特性を変化させると平均挿入損失も変動してしまうために、後段に配置された光増幅器の動作条件が変化してしまうという問題を解決することが可能となる。
【００９６】
また、上記構成を有する光利得等化器を光伝送システムの中継区間に配置する事により、信号光のＯＮＳＲを改善し、伝送距離を延長させる事が可能となる。
また、上記構成を有する光利得等化器と、光増幅器から出力される信号光パワーレベルをモニタして光増幅器にフードバックする光信号モニタ装置を備える増幅器において、光利得等化器はモニタ結果に基づいて光増幅器から出力される信号光のパワーレベルを平坦化させるように制御されるように構成することにより、従来、光増幅器に必要であったＶＯＡを不要とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マッハツェンダ干渉計型光フィルタの原理構成図である。
【図２】第１実施形態に係わる光フィルタの構成例を示す図（その１）である。
【図３】第１実施形態に係わる光フィルタの構成例を示す図（その２）である。
【図４】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その１）である。
【図５】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その２）である。
【図６】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その３）である。
【図７】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その４）である。
【図８】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その５）である。
【図９】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その６）である。
【図１０】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その７）である。
【図１１】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その８）である。
【図１２】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その９）である。
【図１３】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その１０）である。
【図１４】第２実施形態に係わる光利得等化器の構成例を示す図である。
【図１５】第３実施形態に係わる光増幅器の構成例を示す図（その１）である。
【図１６】第３実施形態に係わる光増幅器の構成例を示す図（その２）である。
【図１７】第３実施形態に係わる光増幅器の構成例を示す図（その３）である。
【図１８】第３実施形態に係わる光増幅器の構成例を示す図（その４）である。
【図１９】第４実施形態に係わる光伝送システムの構成例を示す図（その１）である。
【図２０】第４実施形態に係わる光伝送システムの構成例を示す図（その２）である。
【図２１】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その１）である。
【図２２】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その２）である。
【図２３】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その３）である。
【図２４】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その４）である。
【図２５】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その５）である。
【図２６】光利得等化器の構成例を示す図である。
【図２７】従来技術における光増幅器の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３ 光路長変化部
２１ 入力側光ファイバ
２２ 出力側光ファイバ
１００ マッハツェンダ干渉計型光フィルタ
１０１ 駆動装置
１０２ 制御回路
１０３、１０４ Ａ／Ｄコンバータ
１０５ Ｄ／Ａコンバータ
１０６ 電圧計
１０７ 電流計
１０８ 可変電圧源
１０９ ヒータ
１１０ 電極
１１１ 導波路
１１２ Ｙ分岐
１１３ バッファ層
１２０、１２０−１、１２０−２、１２０−ｎ光利得等化器
１２２ 光信号モニタ装置
１２３、１３６ 制御回路
１３１、１３１−１、１３１−２、１３１−３、１３１−４、１３１−５光分岐器
１３２−１、１３２−２、１３２−３、１３２−ｎ光増幅器
１３５−１、１３５−２、１３５−３、１３５−４ フォトダイオード
１５１ 光送信装置
１５２ 光受信装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重伝送システム（以下、ＷＤＭシステム、ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）において使用される光利得等化器に関し、特に、光利得等化器を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ファイバ製造技術の向上により低損失な光ファイバが出現したために、光ファイバ通信システムが実用化されている。また、長距離伝送を実現するために光ファイバ伝送路の損失を補償する装置として、信号光を増幅する光増幅器が実用化されている。一方で、伝送路容量を増大させるための方法として、ＷＤＭシステムがある。ＷＤＭシステムとは、複数の異なる周波数（波長）を持つ信号光を多重化し、１本の光ファイバを用いて伝送するシステムである。
【０００３】
ところで、多重化された信号光を一括して増幅する光増幅器を使用する際、光増幅器による利得の周波数（波長）依存性のために、光増幅器を通過した後の信号光パワーは、周波数（波長）によって異なってしまう。さらに、多数の光増幅器を縦列接続すると、このような信号光パワーの偏差は累積することとなっていまう。また、長距離伝送においては、伝送路ファイバによる損失の周波数（波長）依存性によっても、信号光パワーの偏差は累積する。このようにして発生する信号光パワーの偏差及び光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）は、伝送距離を制限し、また、受信端での受信感度を劣化させる要因として問題となっていた。
【０００４】
伝送距離を延ばすためにこのような雑音を除去する技術として、以下の第１の発明がある。第１の発明によれば、強度変調された入力光が注入され、その光強度により出力発信周波数が変化する半導体レーザと、その半導体レーザの出力光が導入されその光周波数に対して実質的に２つの透過率の何れか一方を示す光フィルタを備える光パルス波形整形装置を構成する。上記構成において、入力光強度が小さい時の半導体レーザの出力周波数に対して光フィルタが阻止状態、入力光強度がある程度大きく、且つ、半導体レーザの出力周波数が変化した時に光フィルタが透過状態となる。これにより、消光比が高く、雑音除去効果が高い光パルス波形整形装置を実現する。ここで、上記光フィルタは、互いに光路長の異なる２つの光導波路の一方にリング共振器が設けられ、入力光を分岐して上記２つの光導波路に伝搬させた後に合波するリング共振器つきマッハツェンダ干渉計を含むこととしても良い（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、一方で、伝送距離を延ばすために、光増幅器や伝送路ファイバの利得・損失の周波数（波長）依存性を補償する補償用光部品として、光利得等化器が提案され、活発に研究開発がされつつある。
【０００６】
従来、周波数（波長）軸上における透過特性の変化周期（以下、ＦＳＲ、ＦＳＲ：Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）が互いに異なる複数の周期フィルタを多段縦列接続することによって構成される光利得等化器が検討されていた。そのなかでも、小型化・低コスト化に有利であるとして、周期フィルタにマッハツェンダ干渉計型光フィルタを用いた、マッハツェンダ干渉計型光フィルタの多段縦列接続型光利得等化器が有力候補として主に検討されてきた。周期フィルタは、周波数（波長）軸上において、正弦波状の可変透過特性を有する。従って、互いに異なる周期を有する複数の正弦波を重畳することにより、任意のフィルタ形状を形成することが可能であることはフーリエ級数展開法から明らかである。故に、ＦＳＲの互いに異なる複数の周波数フィルタを多段縦列接続することにより任意の透過特性を有する光利利得等化器を実現する事は原理的に可能である。
【０００７】
このマッハツェンダ干渉計型光フィルタを多段縦列接続することにより構成される光利得等化器に関する技術として、以下の第２の発明がある。第２の発明によれば、ＦＳＲが互いに異なる第１及び第２のマッハツェンダ型光フィルタを縦列接続することにより、第１のマッハツェンダ型光フィルタでは平坦化しきれなかった利得波長（又は周波数）特性のフィルタ均一性を、第１のマッハツェンダ型光フィルタとはＦＳＲが異なる第２のマッハツェンダ型光フィルタで平坦化させる。これにより、光増幅器の段数が多い場合やその利得のアンバランスが大きい場合でも良好な伝送特性を確保する事ができる光利得等化器を実現する（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−３２１７４２号公報（特許請求の範囲及び要約）
【特許文献２】
特開平６−２７６１５４号公報
【特許文献３】
特開平５−６１０７７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術によれば、光増幅器や伝送路ファイバの利得・損失の周波数（波長）依存性を補償することが可能であるが、制御方法において問題があった。以下、簡単のため、図１に示すような１段のマッハツェンダ干渉計型光フィルタの場合について説明する。図１に示すマッハツェンダ干渉計型光フィルタにおいて、第１マッハツェンダ干渉計、第２のマッハツェンダ干渉計及び第３のマッハツェンダ干渉計が縦列接続されている。さらに、第１のマッハツェンダ干渉計は、入力側光ファイバ２１に接続され、第３のマッハツェンダ干渉計は、出力側光ファイバ２２に接続されている。また、各マッハツェンダ干渉計には光路長変化部が備えられている。
【００１０】
第１のマッハツェンダ干渉計に備えられる光路長変化部１１及び第２のマッハツェンダ干渉計に備えられる光路長変化部１２は、フィルタ消光比の制御に使用され、第３のマッハツェンダ干渉計に備えられる光路長変化部１３は、フィルタ位相の制御に使用される。従来技術によれば、図１に示すような光フィルタを制御する際には、光路長変化部１１と１２に共に等しい光路長変化量を与えて、フィルタ消光比を制御する。これは、光路長変化部１１と１２に、互いに異なる光路長変化量を与えると、フィルタ消光比が大きな周波数（波長）依存性を持つことなるため、フィルタの正弦波状の透過特性が崩れてしまうからである。
【００１１】
この従来の制御方法を用いると、フィルタ消光比を制御する際に、フィルタ平均挿入損失が変動してしまう。具体的には、フィルタ消光比の増大に伴い、フィルタ平均挿入損失も増大し、フィルタ消光比の減少に伴い、フィルタ平均挿入損失も減少する。以下、図１に示すマッハツェンダ干渉計型光フィルタの制御について、理論計算を用いて説明する。以下の説明において、光路長変化部１１、１２、１３に付加する光路長変化量をそれぞれΔＬ１、ΔＬ２、ΔＬ３とする。また、Ａ０を光入力端として、Ａ１を光出力端とする。これは、ΔＬ１＝ΔＬ２＝ΔＬ３＝０（ｍ）とした時に全透過となり、システム上都合がよいためである。フィルタの制御パラメータとしては、フィルタ消光比とフィルタ位相があり、ΔＬ１及びΔＬ２がフィルタ消光比の制御に、ΔＬ３がフィルタ位相の制御に使用される。
【００１２】
Ａ０＝１、Ｂ０＝０の場合、上側の導波路端Ａ１での光出力強度Ｐα１は下記の（１）式で表される。
【００１３】
【数１】
（１）式において、ｃ、ν及びΔνは、それぞれ光速（ｍ／ｓ）、光の周波数（Ｈｚ）及びフィルタのＦＳＲ（Ｈｚ）を示す。
上記のように、従来の制御方法では、フィルタ消光比の制御はΔＬ１＝ΔＬ２の条件を満たしながら、これらを変化させて行われるため、ここでΔＬ１＝ΔＬ＝ΔＬと置き直し、またフィルタ位相の制御は関係ないのでΔＬ３＝０として（１）式に示すＰα１を簡略化すると、下記の（２）式のようになる。
【００１５】
【数２】
（２）式においてΔＬを変化させた時のフィルタスペクトル及びその時のフィルタ平均挿入損失を図２１から図２５に示す。図２１から図２５は、それぞれ、フィルタ消光比が１、２、６、１０、１４ｄＢであり、ΔＬが１．１５×１０−７、１．６×１０−７、２．５８×１０−７、３．０８×１０−７、３．３７×１０−７ｍである時のフィルタスペクトル及びフィルタ平均挿入損失を示している。図２１から図２５において、横軸は光周波数を示す。光周波数範囲は１９１から１９７ＴＨｚ、Δν＝１ＴＨｚとしている。縦軸は、フィルタ減衰量を示し、Ｐα１の対数をとった１０ｌｏｇ１０（Ｐα１）についてプロットしている。細い実線がフィルタスペクトルを示し、太い実線がフィルタ平均挿入損失を示す。
【００１７】
図２１から図２５より、フィルタ消光比を１、２、６、１０、１４ｄＢと次第に大きくなるように変化させた際に、フィルタ平均挿入損失も、それぞれ、約０．５、約１、約２、約２．５及び約２．８ｄＢと次第に大きくなっていくことが分かる。このように、従来技術によれば、光フィルタのフィルタ消光比を制御するとフィルタ平均挿入損失も変化する。
【００１８】
次に、図２６に、最も単純な光利得等化器の構成例として、光フィルタを２段縦列接続した光利得等化器の構成例を示す。光フィルタのフィルタ平均挿入損失が変化すると、光フィルタを多段接続することによって構成される図２６に示すような光利得等化器の平均挿入損失も変化する。そして、この現象は光利得等化器を光伝送システムに挿入した際に問題となる。なぜならば、通常、光利得等化器は光増幅器に挟まれる形でシステムに挿入され、その光増幅器は、平均出力パワー一定制御（以下ＡＰＣ制御、ＡＰＣ：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）にて動作している。従って、光利得等化器の平均挿入損失が変動すると、光利得等化器の平均出力パワーも変動するために、後段に配置された光増幅器の動作条件が変化するからである。また、システム設計が困難になるという問題もある。
【００１９】
次に、図２７に、光増幅器の構成例を示す。図２７に示す光増幅器は、光出力を増大させるために第１の光増幅器３２−１及び第２の光増幅器３２−２を縦列に接続し、これらの間に固定（制御なし）の光利得等化器５１及び可変光減衰器（ＶＯＡ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）６１を配置する。入力側に配置される光増幅器３２−１は低ノイズのものであり、出力側に配置される光増幅器３２−２は高出力パワーのものである。また、第１の光増幅器３２−１の入力側、光利得等化器５１と可変光減衰器６１の間、第２の光増幅器３２−２の入力側、光増幅器３２−２の出力側に、それぞれ光分岐器３１−１、３１−２、３１−３及び３４を配置し、分岐先に、それぞれ、フォトダイオード（ＰＤ）３５−１、３５−２、３５−３及び３５−４を接続する。
【００２０】
第１の光増幅器３２−１及び第２の光増幅器３２−２への入力パワーが変動する際に、そのチルトが大幅に変動しないように、第１の光増幅器３２−１及び第２の光増幅器３２−２は、それぞれ、ＰＤ３５−１及び３５−２、並びに、ＰＤ３５−３及び３５−４を用いて、利得一定制御される（ＡＧＣ：Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）。ＶＯＡ６１は、光増幅器３２−１の入力パワーが変動した際でも光増幅器３２−２の入力パワー（及び出力パワー）が一定になるように、ＰＤ３５−２を用いて制御される（ＡＬＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）。これにより、入力ダイナミックレンジを確保する。なお、これらの制御は、すべて制御回路８０によって一括して行われる。このように、光フィルタを用いて構成される光利得等化器を用いた光増幅器では、光増幅器３２−２への入力パワーを一定にするために、ＶＯＡ６１が必要であるという問題もあった。
【００２１】
以上の問題に鑑み、フィルタ消光比とフィルタ平均挿入損失を独立に制御する事が可能なマッハツェンダ干渉計型光フィルタ及びその制御方法を提供することが、本発明が解決しようとする第１の課題である。また、平均挿入損失を一定値に保った状態でフィルタの透過特性を制御することが可能な光利得等化器及びその制御方法を提供することが、本発明が解決しようとする第２の課題である。更に、また、より簡単な構造を有する光増幅器を提供することが本発明が解決しようとする第３の課題である。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の１態様によれば、第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、上記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段と、第１の光路長変化手段及び第２の光路長変化手段を用いて上記光フィルタのフィルタ消光比を制御する制御手段とを備える光フィルタにおいて、上記制御手段は、上記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と上記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを、上記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、上記フィルタ消光比、並びに上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量とが所定の関係を満たすように設定するように構成する。
【００２３】
上記構成において、制御手段は、上記所定の関係に基づいて上記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と上記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを設定する。これにより、光フィルタの正弦波状の透過特性を維持しながらも、フィルタ消光比を制御するための２つの光路長変化手段に異なる光路長変化量を与えることが可能となる。延いては、フィルタ消光比を制御する際に、フィルタ平均挿入損失が変動してしまうという問題を解決することが可能となる。
【００２４】
ここで、上記所定の関係を示す第１の式を、導波路端での信号光の出力強度を示す第２の式から得られた、フィルタ平均挿入損失と上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量との関係を示す第３の式と、上記第２の式から得られた、フィルタ消光比と上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量との関係を示す第４の式とを、連立して解くことにより得ることとしてもよい。
【００２５】
また、上記構成において、上記制御装置は、上記第１の式に基づいて、上記光フィルタのフィルタ平均挿入損失を一定値に保ちながら上記フィルタ消光比を変化させるように、上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量を設定することとしてもよい。また、上記制御装置は、上記第１の式に基づいて、上記光フィルタのフィルタ消光比を一定値に保ちながら上記フィルタ平均挿入損失を変化させるように、上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量を設定することとしてもよい。また、上記制御装置は、上記第１の式に基づいて上記第１及び第２の光路長変化手段による上記光路長の変化量を設定することにより、上記光フィルタのフィルタ消光比と上記フィルタ平均挿入損失とを互いに独立させて制御することとしてもよい。
【００２６】
また、上記構成において、上記第１及び第２の光路長変化手段は、熱光学効果を用いて上記光路長を変化させることとしてもよいし、電気光学効果を用いて前記光路長を変化させることとしてもよい。
【００２７】
また、本発明の別の１態様によれば、上記構成を有する複数の光フィルタを連結することにより、光利得等化器を構成することとしてもよい。上述のように、上記光利得等化器を構成する各光フィルタのフィルタ平均挿入損失とフィルタ消光比とを独立して制御することが可能であるため、上記光利得等化器の透過波長特性と平均挿入損失を独立に制御することが可能である。従って、例えば、平均挿入損失を一定値に保った状態で透過特性を制御することが可能な光利得等化器を構成できる。故に、光利得等化器の透過特性を変化させると、平均挿入損失も変動し、そのために光利得等化器の平均出力パワーも変動することにより、後段に配置された光増幅器の動作条件が変化してしまうという従来技術の問題を解決することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の更なる別の１態様によれば、上記構成を有する光利得等化器を光伝送システムの中継区間に配置し、光増幅器のチルトを補償させるように構成することも可能である。これにより、信号光のＯＮＳＲを改善し、伝送距離を延長させる事が可能となる。
【００２９】
また、上記構成を有する光利得等化器を用いて光増幅器を構成することも可能となる。本発明の更なる別の１態様によれば、第１の光増幅手段と、上記第１の光増幅手段の後段に配置された第２の光増幅手段と、上記第２の光増幅手段から出力される信号光の出力パワーレベルをモニタする光信号モニタ手段と、上記構成を有する光利得等化器とを備える。そして、上記出力パワーレベルのモニタ結果に基づいて、光利得等化器の平均挿入損失は、光利得等化器を構成する各光フィルタ内の光路長変化手段を用いて、信号光パワーレベルを平坦化させるように制御される。このように、本発明の１態様に係わる光利得等化器は、透過波長特性と平均挿入損失を独立に制御する事が可能であるため、光利得等化器を信号光のパワーレベルの平坦化に用いることができる。延いては、従来技術では光増幅器に必要であったＶＯＡを不要とすることが可能となる。
【００３０】
ここで、上記光利得等化器は、上記第１及び第２の光増幅手段の間に配置されることとしてもよいし、上記第１の光増幅手段の前段に配置されることとしてもよい。また、上記光利得等化器は、上記第２の光増幅手段と前記光信号モニタ手段の間に配置されることとしてもよい。
【００３１】
また、上記光増幅器は、各光増幅手段の前段及び後段のそれぞれに、各光増幅手段を利得一定制御する光分岐器及びフォトダイオードを更に備えることとしてもよい。
【００３２】
或いは、光増幅器から出力される信号光のパワーを光増幅器にフィードバックすることにより、信号光のパワーの変動に追従するように光増幅器を制御する場合、第１及び第２の光増幅手段の出力のチルトをダイナミックに補償する事ができるため、出力一定制御をすることが可能である。利得一定制御を行う場合には、各光増幅手段の前段と後段にそれぞれ光分岐器とフォトダイオードを配置する事が必要であったが、出力一定制御を行う場合は、光増幅手段の前段に光分岐器及びフォトダイオードを配置することが不要となるため、光増幅器の構成を一層簡略化することが可能となる。
【００３３】
また、上記構成を有する光増幅器を、光伝送システムの中継区間に配置することとしてもよい。上記光伝送システムによれば、上記構成を有する光増幅器から出力される信号光のパワーが一定になるように制御されるため、多数の光増幅器を縦列接続するために累積してしまう信号光パワー偏差を低減し、延いては伝送距離を延長することを可能とする。
【００３４】
また、上記各態様に係わる光フィルタ、光利得等化器又は光増幅器において行われる各動作と同様の手順からなる、光フィルタ、光利得等化器又は光増幅器の制御方法によっても、上記課題を解決することが可能である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、同じ装置等には同じ参照番号をつけ、説明を省略する。
【００３６】
図１に、マッハツェンダ干渉計型光フィルタの構成を示す。この図１については、従来技術について説明する際に説明したため、ここでは説明を省略する。次に、第１実施形態に係わる光フィルタの構成について説明する。第１実施形態に係わる光フィルタは、図１に示すようなマッハツェンダ干渉計型フィルタ１００と、その駆動装置を備える。ここで、光フィルタには、平面光波回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）構成の熱光学効果を用いたタイプや強誘電体結晶や半導体材料の電気光学効果を用いたタイプ等がある。本実施形態に係わる光フィルタは、いずれのタイプを採用しても良い。まず、図２を用いて、例として、前者の熱光学効果を用いた光フィルタの駆動装置の構成について説明する。このタイプでは、光路長変化部１１、１２及び１３に石英系材料を用いる。そして、図２に示すように、各マッハツェンダ干渉計のアーム部にある光路長変化部１１、１２及び１３に、薄膜抵抗ヒータ１０９を配置する。
【００３７】
マッハツェンダ干渉計型光フィルタ１００の駆動装置１０１は、各ヒータ１０９への供給電力を計測するための電流計１０６、電圧計１０７、供給電圧を変化させるための可変電圧源１０８、電流計１０６及び電圧計１０７のアナログ計測値をデジタルに変換して制御回路１０２に出力するＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ１０３及び１０４、並びに制御回路１０２から出力されたデジタル制御信号をアナログに変換して可変電圧源１０８に出力するＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏＡｎａｌｏｇ）コンバータ１０５を備える。
【００３８】
制御回路１０２は、各ヒータ１０９への供給電力を可変電圧源１０６によって変化させる事によって、光路長変化部１１、１２及び１３を構成する材料の屈折率を変化させ、これにより光路長変化量を制御する。ここで、制御回路１０２は、後述のように、フィルタ消光比、フィルタ平均挿入損失、消光比を制御するための２つの光路長変化部１１及び１２に与える光路長変化量の関係を示す式（後述の（７）式）に基づいて、光路長変化部１１及び光路長変化部１２に与える光路長変化量を別個に設定することにより、光フィルタのフィルタ消光比及びフィルタ平均挿入損失を独立して制御する。なお、「別個に設定」とは、言い換えると、「光路長変化部１１及び光路長変化部１３に与える光路長変化量を常に等しく設定」するのではないということである。
【００３９】
次に、図３を用いて、後者の電気光学効果を用いたタイプのマッハツェンダ干渉計型光フィルタの駆動方法について説明する。この場合の駆動装置は、図２に示す駆動装置と同様であるため、図３においては駆動装置の構成を省略する。但し、この場合、図３（ｄ）に示すように、駆動装置からの電圧を両電極間に印加する構成となる。また、図３（ａ）は、図１と同じであるため説明を省略する。
【００４０】
このタイプでは、光路長変化部１１、１２及び１３にＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３等のような強誘電体結晶材料を基板として用いる。図３（ｂ）に、光路長変化部１１、１２又は１３の拡大図を示す。図３（ｂ）に示すように、光路長変化部１１、１２、又は１３は、基板上に２つの導波路、２つの方向性結合器１１２及び１対の電極１１０を有する。図３（ｃ）に、図３（ｂ）中の一点鎖線ＡＡ’における、この１対の電極１１０の断面図を示す。図３（ｃ）に示すように、１対の電極１１０は、バッファ層１１３を介して基板に電極１１０を装荷する。基板内には、光導波路１１１が作成されており、電極１１０は、光導波路１１１の上に配置されている。電極１１０間には、光フィルタ１００の駆動装置１０１から電圧が印加されており、この電圧は可変電圧源によって変化される。
【００４１】
駆動装置１０１は、電極１１０間に供給する電圧を変化させることにより、電極間に生じる電界の強度を制御する。これにより、光路長変化部１１、１２及び１３を構成する材料の屈折率を変化させ、これにより光路長変化量を制御する。
【００４２】
以下、図１を用いて、制御回路１０２によるマッハツェンダ干渉計型光フィルタの制御方法について、理論計算を用いて説明する。以下の説明において、従来技術についての説明の場合と同様に、光路長変化部１１、１２、１３に付加する光路長変化量をそれぞれΔＬ１、ΔＬ２、ΔＬ３とする。また、Ａ０を光入力端として、Ａ１を光出力端とする。
【００４３】
上記の（１）式を変形すると以下の（３）式のようになる。
【００４４】
【数３】
（３）式中には、ｃｏｓ｛２π（ΔＬ１−ΔＬ２）ν／ｃ｝、ｃｏｓ｛２π（ΔＬ１＋ΔＬ２）ν／ｃ｝、ｃｏｓ｛２π（ｃ＋ΔＬ３Δν）ν／（ｃΔν）｝の３つの周期関数成分が含まれている。また、（３）式の下段の式の周波数軸上での積分値が０（零）となることは、（３）式の形から容易に理解できる。従って、（３）式の上段の式のみが平均出力パワーを表すことが分かる。
【００４６】
この結果、フィルタ平均挿入損失をＡ（ｄＢ）＞０とおくと、ＡとΔＬ１およびΔＬ２の関係式が以下の（４）式のように表されることが分かる。
【００４７】
【数４】
続いて、（１）式を別の形に変形すると、以下の（５）式のようになる。
【００４９】
【数５】
５）式の中の１−ｃｏｓ｛２π（ｃ＋ΔＬ３Δν）ν／（ｃΔν）｝、１＋ｃｏｓπ（ｃ＋ΔＬ３Δν）ν／ｃΔν｝は、ともにＦＳＲの小さい細かいフィルタ成分を表しており、これらとｃｏｓ｛２π（ΔＬ１−ΔＬ２）ν／ｃ｝、ｃｏｓ｛２π（ΔＬ１＋ΔＬ２）ν／ｃ｝を掛け合わしたものが、全体的なフィルタスペクトルとして見られることがこの式から理解できる。
【００５１】
この結果、フィルタ消光比をＢ（ｄＢ）＞０とおくと、ＢとΔＬ１およびΔＬ２の関係式が以下の（６）式のように表されることが分かる。
【００５２】
【数６】
さらに、上記（４）式と（６）式を連立させて解くことにより、以下の（７）式が得られる。
【００５４】
【数７】
なお、（７）式において、ｃ／｛２（ΔＬ１＋ΔＬ２）｝は、２００×１０１２以上であることを要する。
【００５６】
以下、（７）式に基づいてフィルタを制御した場合のフィルタスペクトル及びフィルタ平均挿入損失の変化について説明する。まず、フィルタの平均挿入損失を一定値に保った状態でフィルタ消光比を変化させた場合のフィルタスペクトルについて説明する。
【００５７】
図４から図８は、フィルタ平均挿入損失を一定値３ｄＢに保ちつつ、フィルタ消光比を、１、２、６、１０、１４ｄＢと変化させた場合のフィルタスペクトルの変化を示す。但し、図４から図８において、Ｃ（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ）バンドの中心であるν＝１９４ＴＨｚにおいて所望のフィルタ平均挿入損失およびフィルタ消光比となるように、（７）式に基づいてΔＬ１及びΔＬ２を求めている。図４から図８に示すように、フィルタ消光比を大きくするに従って、スペクトルの振幅が大きくなるが、平均挿入損失は一定のままである、従って、本実施形態に係わる制御方法によれば、制御回路１０２は、（７）式に基づいてΔＬ１及びΔＬ２の値を設定する事により、フィルタ平均挿入損失を一定に保った状態でフィルタ消光比を変化させるようにマッハツェンダ干渉計型光フィルタを制御する事が可能である。
【００５８】
次に、（７）式に基づいてフィルタ消光比Ｂを一定値に保った状態でフィルタ平均挿入損失Ａを変化させた場合のフィルタスペクトルについて説明する。
図９から図１３は、フィルタ消光比Ｂを一定値２ｄＢに保ちつつ、フィルタ平均挿入損失を、１、２、３、５、１０ｄＢと変化させた場合のフィルタスペクトルの変化を示す。但し、図４から図８の場合と同様に、図９から図１３においても、ν＝１９４ＴＨｚにおいて所望のフィルタ平均挿入損失およびフィルタ消光比となるように、（７）式に基づいてΔＬ１及びΔＬ２を求めている。また、光周波数範囲を１９１から１９７ＴＨｚ、Δν＝１ＴＨｚとする。図９から図１３に示すように、平均挿入平均挿入損失を変化させてもスペクトルの振幅が変化しないことから、フィルタ消光比は一定のままである、従って、本実施形態に係わる制御方法によれば、制御回路１０２は、（７）式に基づいてΔＬ１及びΔＬ２の値を別々に設定する事により、フィルタ平均挿入損失を変化させてもフィルタ消光比を一定に保つようにマッハツェンダ干渉計型光フィルタを制御する事も可能である。
【００５９】
故に、図４から図１３から、制御回路１０２は、（７）式に基づいて、マッハツェンダ干渉計型光フィルタのフィルタ平均挿入損失とフィルタ消光比とを独立して制御することが可能である事が分かる。但し、所望のフィルタ平均挿入損失およびフィルタ消光比となる周波数ν（Ｈｚ）を予め設定する必要がある。
【００６０】
また、本発明の制御方法を使用したマッハツェンダ干渉計型光フィルタを多段縦列接続することにより、平均挿入損失を一定値に保った状態で透過特性を制御することが可能な光利得等化器を構成できる。以下、第２実施形態として、上記光フィルタを用いた光利得等化器について説明する。図１４に、第２実施形態に係わる光利得等化器の構成例を示す。
【００６１】
図１４に示すように、第２実施形態に係わる光利得等化器１２０は、ＦＳＲが互いに異なる複数の光フィルタから構成される。各光フィルタ１００については、第１実施形態において既に説明した。光信号モニタ装置１２１は、光利得等化器１２０の後段に配置され、光利得等化器１２０から出力される信号光パワーレベルをモニタする。制御回路１２３は、光利得等化器１２０から出力される信号光のパワーレベルを平坦化するように、光利得等化器１２０を構成する各光フィルタを制御する。
【００６２】
より具体的には、制御回路１２３は、モニタ結果に基づいて光利得等化器１２０を構成する複数の光フィルタで合成する透過波長特性を決定し、フーリエ級数展開法を用いてその透過波長特性を展開することによって、各々の光フィルタの消光比と位相を算出する。さらに、制御回路１２３は、その算出結果と（７）式に基づいて、各光フィルタを構成する複数のマッハツェンダ干渉計の光路長変化部における光路長変化量を決定する。そして、制御回路１２３は、決定された光路長変化量が得られるように、可変電圧源（不図示）を用いて、各光路長変化部に備えられたヒータ又は電極等に供給する電力又は電圧を制御する。この際に、第１実施形態の場合と同様に、各光フィルタのフィルタ平均挿入損失とフィルタ消光比とを独立して制御することが可能である。従って、制御回路１２３は、上記光利得等化器１２０の透過波長特性と平均挿入損失を独立に制御する事が可能である。
【００６３】
これにより、光利得等化器の透過特性を変化させるとその平均挿入損失も同時に変動するために、その光利得等化器の後段に配置される光増幅器の動作条件が変化してしまうという従来の問題は、解決される。
【００６４】
上記第２実施形態に係わる光利得等化器を用いて光増幅器を構成することも可能である。以下、第３実施形態として、上記光利得等化器を用いた光増幅器について説明する。図１５に、第３実施形態に係わる光増幅器の構成の一例を示す。
【００６５】
図１５に示すように、第３実施形態に係わる光増幅器は、第１の光増幅器１３２−１及び第２の光増幅器１３２−２を２段縦列に接続し、その間に第２実施形態に係わる光利得等化器１２０を配置するように構成される。また、光増幅器１３２−１の前段には、光分岐器１３１−１及びＰＤ１３５−１が配置され、後段には、光分岐器１３１−２及びＰＤ１３５−２が配置される。同様に、光増幅器１３２−２の前段及び後段にも、光分岐器（１３１−３、１３２−４）とＰＤ（１３５−３、１３２−４）が１つずつ配置される。第２の光増幅器１３２−２の後段には、光分岐器１３１−５、及び、第２の光増幅器１３２−２から出力される信号光のパワーレベルをモニタする光信号モニタ装置１２２が配置される。ここで、光利得等化器１２０の構成については、第２実施形態において既に説明した。
【００６６】
第３実施形態でも、第２実施形態で説明したように、制御回路１２３は、光利得等化器１２０の透過波長特性と平均挿入損失とを互いに独立して制御することが可能である。また、制御回路１２３は、第１の光増幅器１３２−１及び第２の光増幅器１３２−２への入力パワーが変動する際にそのチルトが大幅に変動しないように、ＰＤ１３５−１及び１３５−２、並びに、ＰＤ１３５−３及び１３５−４を用いてＡＧＣ制御を行う。
【００６７】
また、第２の光増幅器１３２−２から出力される信号光のパワーレベルは、光信号モニタ装置１２２によってモニタされる。ＰＤ１３５−１から１３５−４の制御に加えて、制御回路１２３は、増幅器から出力される信号光のパワーレベルを平坦化するために、第２の光増幅器１３２−２に入力する信号光のパワーレベルが一定になるように、そのモニタ結果に基づいて光利得等化器１２０の平均挿入損失を制御する。
【００６８】
このように、第３実施形態に係わる光増幅器によれば、増幅された信号光のパワーを光増幅器内の光利得等化器１２０にフィードバックすることにより、制御回路１２３は、信号光のパワーの経時変動等に対して追従するように光増幅器を制御する事ができる。
【００６９】
従って、第３実施形態に係わる光増幅器によれば、光利得等化器１２０を用いて光増幅器から出力される信号光のパワーレベルの平坦化を行う事ができる。故に、図２７に示す従来の光増幅器では光利得等化器１２０の後段に、第１の光増幅器３２−１の入力パワーが変動した際に第２の光増幅器３２−２の入力パワーが一定になるようにＶＯＡ３４が配置されていたが、図１５に示す第３実施形態に係わる光増幅器では、そのＶＯＡは不要となる。
【００７０】
次に、第３実施形態の変形例として、別の光増幅器の構成例について説明する。図１６に、第３実施形態の変形例に係わる光増幅器の構成例を示す。図１５に示す光増幅器と同様に、図１６に示す光増幅器も、第１の光増幅器１３２−１及び第２の光増幅器１３２−２を２段縦列に接続し、その間に光利得等化器１２０を配置するように構成される。光利得等化器１２０の構成については、第２実施形態において既に説明した。
【００７１】
上記のように、第３実施形態によれば、光増幅器によって増幅された信号光のパワーを光増幅器にフィードバックすることにより、制御回路１２３は、信号光のパワーの変動に追従するように光増幅器を制御する。ここで、フィードバック制御を行う場合、光増幅器１３２−１及び１３２−２のチルトをダイナミックに補償する事ができるためにＡＧＣ制御を行う必要はなく、出力一定制御（ＡＰＣ：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）する事としても問題がない。そこで、第３実施形態の変形例にかかわる光増幅器によれば、光増幅器１３２−１及び１３２−２をＡＰＣ制御する事により、図１５で第１の光増幅器１３２−１の前段及び第２の光増幅器１３２−２の前段にそれぞれ配置されていたＰＤ及び光分岐器を不要とする。
【００７２】
このように、この変形例によれば、ＶＯＡ、並びに、２つのＰＤ及び２つの光分岐器を省略した、より簡素な構成を有する光増幅器を実現することが可能となる。
【００７３】
次に、第３実施形態の更なる変形例として、更なる別の光増幅器の構成例について説明する。レベルダイア等の観点から、光利得等化器の挿入位置は、２つの光増幅器の間であることが理想的であるが、２つの光増幅器の前段又は後段とする事も可能である。図１７及び図１８に、第３実施形態の更なる変形例に係わる光増幅器の構成例を示す。図１７に示す光増幅器によれば、第１の光増幅器１３２−１及び第２の光増幅器１３２−２を２段縦列に接続する。そして、光利得等化器１２０を、２つの光増幅器の間ではなく、第１の光増幅器１３２−１の前段に配置する。また、図１８に示す光増幅器によれば、２段縦列に接続された２つの第１の光増幅器１３２−１及び１３２−２の後段に、光利得等化器１２０を配置する。光利得等化器１２０の構成については、第２実施形態において既に説明した。
【００７４】
但し、図１７に示すように光利得等化器１２０を第１の増幅器１３２−１の前段に挿入すると、第１の光増幅器１３２−１へ入力する信号光のパワーが大幅に減少するために、信号光ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の劣化が生じる。これにより、伝送距離が制限されてしまう可能性がある。また、図１８に示すように光利得等化器１２０を第２の増幅器１３２−２の後段に挿入すると、第２の光増幅器１３２−２の最大出力パワーが決まっているために、伝送路へ入力する信号光のパワーが大幅に減少する。これによっても信号光ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の劣化しうるため、伝送距離が制限されてしまう可能性がある。
【００７５】
次に、第４実施形態として、第２実施形態に係わる光利得等化器を用いた光伝送システムの構成について説明する。図１９に、第４実施形態に係わる光伝送システムの構成例を示す。図１９に示す光伝送システムは、信号光の送信元である光送信装置１５１から受信先である光受信装置１５２までの各中継区間に配置される増幅器１３２−１から１３２−ｎ（ｎは自然数）の後段に、第２実施形態に係わる光利得等化器１２０−１から１２０−ｎを配置する。そして、各光利得等化器１２０−１から１２０−ｎは、各々の光増幅器１３２−１から１３２−ｎのチルトを補償するように制御される。これにより、伝送システムにおける信号光パワー偏差の累積を防ぎ、延いては伝送距離の延長を可能とする。
【００７６】
次に、第４実施形態の変形例として、第３実施形態に係わる光増幅器を用いた光伝送システムの構成について説明する。図２０に、第４実施形態の変形例に係わる光伝送システムの構成例を示す。図２０に示す光伝送システムは、信号光の送信元である光送信装置１５１から受信先である光受信装置１５２までの中継区間に、第３実施形態又はその変形例に係わる光増幅器を配置する。第３実施形態において説明したように、各光増幅器から出力される信号光のパワーは一定になるように制御される。従って、伝送システムにおいて多数の光増幅器を縦列接続することによって累積する信号光パワー偏差を低減し、延いては伝送距離を延長することを可能とする。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その他の様々な変更が可能である。
（付記１） 光フィルタであって、
第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段と、
第１の光路長変化手段及び第２の光路長変化手段を用いて前記光フィルタのフィルタ消光比を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と前記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを前記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、前記フィルタ消光比、並びに前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量とが所定の関係を満たすように設定する、
ことを特徴とする光フィルタ。
【００７８】
（付記２） 前記所定の関係を示す第１の式は、
導波路端での信号光の出力強度を示す第２の式から得られた、フィルタ平均挿入損失と前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量との関係を示す第３の式と、
前記第２の式から得られた、フィルタ消光比と前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量との関係を示す第４の式とを、
連立して解くことにより得られる、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００７９】
（付記３） 前記制御装置は、前記関係に基づいて、前記光フィルタのフィルタ平均挿入損失を一定値に保ちながら前記フィルタ消光比を変化させるように、前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量を設定する、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８０】
（付記４） 前記制御装置は、前記関係に基づいて、前記光フィルタのフィルタ消光比を一定値に保ちながら前記フィルタ平均挿入損失を変化させるように、前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量を設定する、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８１】
（付記５） 前記制御装置は、前記関係に基づいて前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量を設定することにより、前記光フィルタのフィルタ消光比と前記フィルタ平均挿入損失とを互いに独立させて制御する、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８２】
（付記６） 前記第１及び第２の光路長変化手段は、熱光学効果を用いて前記光路長を変化させる、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８３】
（付記７） 前記第１及び第２の光路長変化手段は、電気光学効果を用いて前記光路長を変化させる、
ことを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
【００８４】
（付記８） 前記光フィルタは、光利得等化器に用いられることを特徴とする付記１に記載の光フィルタ。
（付記９） 光フィルタを制御する制御装置であって、
前記光フィルタは、
第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記制御装置は、前記フィルタのフィルタ消光比を制御する際に、互いに独立して前記第１及び第２の光路長変化手段による光路長の変化量を別個に設定する、
ことを特徴とする制御装置。
【００８５】
（付記１０） 複数の光フィルタを連結して構成される光利得等化器であって、
各光フィルタは、
第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記光フィルタのフィルタ消光比を制御するために、互いに個別に、前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段とを備える、
ことを特徴とする光利得等化器。
【００８６】
（付記１１） 光伝送システムの中継区間に配置される光増幅器の後段に配置される、
ことを特徴とする付記１０に記載の光利得等化器。
【００８７】
（付記１２） 光増幅器であって、
第１の光増幅手段と、
前記第１の光増幅手段の後段に配置された第２の光増幅手段と、
前記第２の光増幅手段から出力される信号光の出力パワーレベルをモニタする光信号モニタ手段と、
複数のマッハツェンダ干渉計型光フィルタを連結して構成され、前記出力パワーレベルのモニタ結果がフィードバックされる光利得等化器とを備え、
各マッハツェンダ干渉計型光フィルタは、
第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記光フィルタのフィルタ消光比を制御するために、互いに個別に、前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段とを備え、
前記信号光の前記出力パワーレベルを平坦化するように、前記光利得等化器の平均挿入損失は、各マッハツェンダ干渉計型フィルタの第１及び第２の光路長変化手段を用いて制御される、
ことを特徴とする光増幅器。
【００８８】
（付記１３） 前記光利得等化器は、前記第１及び第２の光増幅手段の間に配置される、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００８９】
（付記１４） 前記光利得等化器は、前記第１の光増幅手段の前段に配置される、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００９０】
（付記１５） 前記光利得等化器は、前記第２の光増幅手段と前記光信号も似た手段の間に配置される、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００９１】
（付記１６） 各光増幅手段の前段及び後段のそれぞれに、各光増幅手段を利得一定制御する光分岐器及びフォトダイオードを更に備える、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００９２】
（付記１７） 各光増幅手段の後段に、各光増幅手段を出力一定制御する光分岐器及びフォトダイオードを更に備える、
ことを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
【００９３】
（付記１８） 光伝送システムの中継区間に配置されることを特徴とする付記１２に記載の光増幅器。
（付記１９） 光フィルタの制御方法であって、
前記光フィルタは、
縦列接続された第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記光フィルタのフィルタ消光比を制御するために前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段とを備え、
前記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と前記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを、前記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、前記フィルタ消光比、並びに前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量とが所定の関係を満たすように設定する、
ことを含むことを特徴とする光フィルタの制御方法。
【００９４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、３つのマッハツェンダ干渉計を縦列接続することにより構成される光フィルタにおいて、光フィルタのフィルタ消光比を制御するための２つの光路長変化部に与える光路長変化量を、上記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、上記フィルタ消光比、並びに２つの光路長変化部に与える光路長変化量との関係を示す式に基づいて設定するように構成する。これにより、光フィルタの正弦波状の透過特性を維持しながらも、フィルタ消光比を制御するための２つの光路長変化手段に異なる光路長変化量を与えることが可能となる。延いては、光フィルタのフィルタ消光比を制御する際に、フィルタ平均挿入損失も変動してしまうという問題を解決することが可能となる。
【００９５】
また、上記構成を有する光フィルタを複数接続することにより光利得等化器を構成することにより、透過波長特性と平均挿入損失を独立に制御することが可能な光利得等化器を提供する事が可能となる。延いては、光利得等化器の透過特性を変化させると平均挿入損失も変動してしまうために、後段に配置された光増幅器の動作条件が変化してしまうという問題を解決することが可能となる。
【００９６】
また、上記構成を有する光利得等化器を光伝送システムの中継区間に配置する事により、信号光のＯＮＳＲを改善し、伝送距離を延長させる事が可能となる。
また、上記構成を有する光利得等化器と、光増幅器から出力される信号光パワーレベルをモニタして光増幅器にフードバックする光信号モニタ装置を備える増幅器において、光利得等化器はモニタ結果に基づいて光増幅器から出力される信号光のパワーレベルを平坦化させるように制御されるように構成することにより、従来、光増幅器に必要であったＶＯＡを不要とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マッハツェンダ干渉計型光フィルタの原理構成図である。
【図２】第１実施形態に係わる光フィルタの構成例を示す図（その１）である。
【図３】第１実施形態に係わる光フィルタの構成例を示す図（その２）である。
【図４】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その１）である。
【図５】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その２）である。
【図６】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その３）である。
【図７】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その４）である。
【図８】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その５）である。
【図９】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その６）である。
【図１０】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その７）である。
【図１１】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その８）である。
【図１２】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その９）である。
【図１３】第１実施形態に係わる光フィルタのフィルタスペクトルの一例を示す図（その１０）である。
【図１４】第２実施形態に係わる光利得等化器の構成例を示す図である。
【図１５】第３実施形態に係わる光増幅器の構成例を示す図（その１）である。
【図１６】第３実施形態に係わる光増幅器の構成例を示す図（その２）である。
【図１７】第３実施形態に係わる光増幅器の構成例を示す図（その３）である。
【図１８】第３実施形態に係わる光増幅器の構成例を示す図（その４）である。
【図１９】第４実施形態に係わる光伝送システムの構成例を示す図（その１）である。
【図２０】第４実施形態に係わる光伝送システムの構成例を示す図（その２）である。
【図２１】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その１）である。
【図２２】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その２）である。
【図２３】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その３）である。
【図２４】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その４）である。
【図２５】従来技術における光フィルタのフィルタスペクトルの例を示す図（その５）である。
【図２６】光利得等化器の構成例を示す図である。
【図２７】従来技術における光増幅器の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１１、１２、１３ 光路長変化部
２１ 入力側光ファイバ
２２ 出力側光ファイバ
１００ マッハツェンダ干渉計型光フィルタ
１０１ 駆動装置
１０２ 制御回路
１０３、１０４ Ａ／Ｄコンバータ
１０５ Ｄ／Ａコンバータ
１０６ 電圧計
１０７ 電流計
１０８ 可変電圧源
１０９ ヒータ
１１０ 電極
１１１ 導波路
１１２ Ｙ分岐
１１３ バッファ層
１２０、１２０−１、１２０−２、１２０−ｎ光利得等化器
１２２ 光信号モニタ装置
１２３、１３６ 制御回路
１３１、１３１−１、１３１−２、１３１−３、１３１−４、１３１−５光分岐器
１３２−１、１３２−２、１３２−３、１３２−ｎ光増幅器
１３５−１、１３５−２、１３５−３、１３５−４ フォトダイオード
１５１ 光送信装置
１５２ 光受信装置
Claims (5)
- 光フィルタであって、
縦列接続された第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段と、
第１の光路長変化手段及び第２の光路長変化手段を用いて前記光フィルタのフィルタ消光比を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と前記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを、前記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、前記フィルタ消光比、並びに前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量とが所定の関係を満たすように設定する、
ことを特徴とする光フィルタ。 - 前記制御装置は、前記関係に基づいて、前記光フィルタのフィルタ平均挿入損失を一定値に保ちながら前記フィルタ消光比を変化させるように、前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光フィルタ。 - 前記制御装置は、前記関係に基づいて、前記光フィルタのフィルタ消光比を一定値に保ちながら前記フィルタ平均挿入損失を変化させるように、前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量を設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光フィルタ。 - 前記制御装置は、前記関係に基づいて前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量を設定することにより、前記光フィルタのフィルタ消光比と前記フィルタ平均挿入損失とを互いに独立させて制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光フィルタ。 - 光フィルタの制御方法であって、
前記光フィルタは、
縦列接続された第１、第２及び第３のマッハツェンダ干渉計と、
前記光フィルタのフィルタ消光比を制御するために前記第１及び第２のマッハツェンダ干渉計の光路長を変化させる第１及び第２の光路長変化手段とを備え、
前記第１の光路長変化手段による光路長の変化量と前記第２の光路長変化手段による光路長の変化量とを、前記光フィルタのフィルタ平均挿入損失、前記フィルタ消光比、並びに前記第１及び第２の光路長変化手段による前記光路長の変化量とが所定の関係を満たすように設定する、
ことを含むことを特徴とする光フィルタの制御方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003018051A JP2004229243A (ja) | 2003-01-27 | 2003-01-27 | マッハツェンダ干渉計型光フィルタ及びその制御方法 |
| US10/763,301 US20040160665A1 (en) | 2003-01-27 | 2004-01-26 | Mach-zehnder interferometer type optical filter and control method thereof |
| EP04001559A EP1441455A2 (en) | 2003-01-27 | 2004-01-26 | Mach-Zehnder interferometer type optical filter and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003018051A JP2004229243A (ja) | 2003-01-27 | 2003-01-27 | マッハツェンダ干渉計型光フィルタ及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004229243A true JP2004229243A (ja) | 2004-08-12 |
Family
ID=32588719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003018051A Withdrawn JP2004229243A (ja) | 2003-01-27 | 2003-01-27 | マッハツェンダ干渉計型光フィルタ及びその制御方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20040160665A1 (ja) |
| EP (1) | EP1441455A2 (ja) |
| JP (1) | JP2004229243A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008216557A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光干渉計の制御方法および制御回路 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050068612A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-03-31 | Gordon Wilson | Pre-programmable optical filtering / amplifying method and apparatus |
| US20150198859A1 (en) * | 2012-12-11 | 2015-07-16 | Acacia Communications Inc. | Simplified extinction ratio control for multiple mach-zehnder interferometer modulators |
| JP7096481B2 (ja) * | 2018-02-05 | 2022-07-06 | 富士通株式会社 | 光伝送装置、光分波器、および光分波制御方法 |
| US20230021995A1 (en) * | 2021-07-06 | 2023-01-26 | Psiquantum, Corp. | Mach zehnder lattice based generalized mach zehnder interferometer |
-
2003
- 2003-01-27 JP JP2003018051A patent/JP2004229243A/ja not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-01-26 EP EP04001559A patent/EP1441455A2/en not_active Withdrawn
- 2004-01-26 US US10/763,301 patent/US20040160665A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008216557A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光干渉計の制御方法および制御回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1441455A2 (en) | 2004-07-28 |
| US20040160665A1 (en) | 2004-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7142785B2 (en) | Light branching/inserting apparatus and light branching apparatus using wavelength selection filter | |
| JP4626918B2 (ja) | ラマン光増幅中継器 | |
| JP4498509B2 (ja) | 波長多重用光アンプの制御装置および制御方法 | |
| JP2002057622A (ja) | 波長分散を補償する方法及びシステム | |
| JP2007233238A (ja) | 光パラメトリック増幅器 | |
| EP1280289A2 (en) | Polarization mode dispersion compensating device using optical XOR circuit | |
| US6633430B1 (en) | Booster amplifier with spectral control for optical communications systems | |
| JP3585758B2 (ja) | 利得等化のための方法並びに該方法の実施に使用する装置及びシステム | |
| JP4635402B2 (ja) | 光増幅器及び光増幅方法 | |
| US7120330B2 (en) | Apparatus for forming a WDM signal having orthogonally polarized optical channels | |
| JP2004229243A (ja) | マッハツェンダ干渉計型光フィルタ及びその制御方法 | |
| JP7415715B2 (ja) | 光通信素子、光送信器及び制御方法 | |
| RU2176433C1 (ru) | Способ установки значений опрокидывания и уровня оптических сигналов | |
| US20090323174A1 (en) | Method and arrangement for the rapid adjustment of the tilt of optical wdm signals | |
| WO2004084441A1 (en) | Apparatus for mitigating the effects of polarization mode dispersion of a plurality of optical signals | |
| JPH09219696A (ja) | 光増幅装置 | |
| US20030030895A1 (en) | Optical amplifiers and optical amplifying method for improved noise figure | |
| JP4622168B2 (ja) | 波長多重信号光監視装置、監視方法、及び光伝送システム | |
| JP4390987B2 (ja) | 音響光学フィルタおよび該駆動方法ならびに光分岐・挿入装置 | |
| JP3974018B2 (ja) | 可変光フィルタおよびそれを用いた光伝送システム、並びに、可変光フィルタの制御方法 | |
| JP2001156364A (ja) | 広帯域光増幅器 | |
| JP3298404B2 (ja) | 光増幅器の利得制御装置および方法 | |
| US7027215B2 (en) | Optical component, optical amplification module, and optical transmission system | |
| WO2023062791A1 (ja) | 波長変換装置 | |
| JP4940668B2 (ja) | 音響光学型チューナブルフィルタ制御装置および光制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060404 |