JP2006330515A - 音響光学型チューナブルフィルタ制御装置、および波長選択方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの基準波長光源により波長選択の制御が可能な音響光学型チューナブルフィルタ制御装置の提供を図ること。
【解決手段】音響光学型チューナブルフィルタ制御装置１００は、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１に印加する高周波信号を発生させるＲＦ信号発回路１０２と、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１から出力された光の強度を検出する光モニタ回路１０３と、光の強度に基づいて、基準光を出力させる高周波信号の周波数を検出するＤＳＰ１０５と、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１の温度を検出し、光の強度と、基準光を出力させる高周波信号の周波数と、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１の温度に依存した出力特性とに基づき、所望する波長の光信号を出力させるために印加する高周波信号の周波数を求め、ＲＦ信号発回路１０２によって高周波信号を発生させるＦＰＧＡ１０４とを備え、波長選択を行う。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光通信ネットワークに使用される光通信機器において、任意に光波長信号を分岐・挿入するための音響光学型チューナブルフィルタ制御装置、および波長選択方法に関する。

近年、マルチメディアネットワークの構築を目指し、大容量の送信データの超長距離の伝送を可能とさせるための光通信装置が求められている。このような送信データの大容量化を実現する手段として、特に光ファイバの広帯域性や大容量性を有効利用できるなどの利点から、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；波長分割多重）方式の研究開発が進められている。

光通信ネットワークにおいては、ネットワーク上の各地点において必要に応じて各波長の光信号を透過、分岐、および挿入する機能、光伝送路を選択する光ルーティング、クロクコネクト機能が必要である。このため、光信号を透過、分岐、および挿入する分岐挿入（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）装置（以下、「ＯＡＤＭ」という。）が研究開発されている。このＯＡＤＭは、固定波長の光信号のみを分岐挿入することができる波長固定型のＯＡＤＭと、任意波長の光信号を分岐挿入することができる任意波長型のＯＡＤＭがある。

従来、任意波長型のＯＡＤＭを実現するために音響光学型チューナブルフィルタ（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ；以下、「ＡＯＴＦ」という。）が利用されている。ＡＯＴＦは、選択する波長の光のみを抽出するように動作するため、選択する波長が固定であるファイバーグレーティングと異なり、任意に波長を選択することができる。さらに、可変波長選択フィルタでもあるので、端局間において光信号を分岐・挿入する局であるトリビュータリ局における可変波長選択フィルタとしても使用することができる。このような理由により、ＡＯＴＦを使用したＯＡＤＭが研究開発されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

ＡＯＴＦは、印加された１６０−１８０ＭＨｚ帯の高周波信号（以下、「ＲＦ信号」という）が制御信号となり、周波数に応じた波長の光信号を出力する。しかし、一般的にＡＯＴＦには、その特性に温度依存性があるために同じＲＦ信号を印加した場合でもその温度に応じて出力する光信号の波長は変化してしまう。そこで、既知の波長の光を出力する基準光源を用意し、基準光源を基に、任意の波長を出力させるためのＲＦ信号を導き出すＡＯＴＦサブシステムが提案されている。

特開平１１−２１８７９０号公報

しかしながら、上述したように、ＡＯＴＦは、環境温度が変化すると同じ周波数のＲＦ信号を印加した場合であっても出力される光信号の波長が変化する。つまり選択波長も変化してしまい、具体的には、１℃の環境温度変化に対して約０．８ｎｍ選択波長がシフトする。この波長のシフト量は高密度なＷＤＭ信号では、隣接波長との波長間隔に及んでしまうという問題があった。

また、上述したようなＡＯＴＦサブシステムによる波長選択方法は、最短波長側の基準光と最長波長側の基準光の基準波長信号を用意し、基準波長をトラッキングし、波長数と２つのＲＦ周波数差を基に所望のＲＦ信号周波数を計算して与えている。しなしながら、こうした構成では、２個の基準波長光源が必要となり、コスト高の要因となるという問題があった。

また、１つの基準波長光源により波長選択制御を行おうとすると、温度依存性引き寄せ効果という新たな課題が生じてしまう。図７は、ドロップ型ＡＯＴＦの温度依存性引き寄せ効果を示す説明図である。以下、図７を用いて温度依存性引き寄せ効果について説明を行う。

図表７０１は、ドロップ型のＡＯＴＦの入力光用ポートへＷＤＭ伝送信号を入力し、基準光用ポートへ基準光を入力した際の光信号（λ１〜λｎ）と、基準光（λｒｅｆ１，λｒｅｆ２）の波長配置を表す。図表７０１に示したようにＷＤＭ伝送信号は、１００ＧＨｚの周波数（グリッド）間隔の光信号から構成されている。例えば、Ｃバンド（１５３０〜１５６５ｎｍ）の波長光の場合は、３２個の光信号が多重されている。２つの基準光のうちλｒｅｆ１は、ＷＤＭ伝送信号の最短波長の光信号（λ１）から１００ＧＨｚの周波数間隔となるような波長に設定されている。同様にλｒｅｆ２は、ＷＤＭ伝送信号の最長波長の光信号（λ１）から１００ＧＨｚの周波数間隔とだけなるように設定されている。

図表７０２は、ＡＯＴＦの温度が２５℃の時、出力光用ポートの１つからλ２の光信号を出力させた際の光信号（λ１〜λｎ）と、基準光（λｒｅｆ１，λｒｅｆ２）との波長配置を表す。実線は、出力光用ポートから出力されている光信号を表し、破線は、出力光用ポートから出力されていない光信号および、基準光を表す。

図表７０３は、ＡＯＴＦの入力光用ポートと、基準光用ポートへ入力された光信号と基準光を出力光用ポートから出力させるためのＲＦ信号（Ｆ１〜ＦｎおよびＦｒｅｆ１，Ｆｒｅｆ２）の周波数配置を表す。図表７０３は、図表７０２に示したλ２の光信号を出力させるためにＡＯＴＦに印加するＲＦ信号（Ｆ２）を実線で表している。また、ＡＯＴＦが２５℃の時のλ１〜λｎまでの光信号を出力させるためのＲＦ信号をＦ１〜Ｆｎと表す。各光信号は、等間隔の波長差で配置されているため、各ＲＦ信号も、Δｆ１の等しい周波数間隔で配置されている。したがって、図表７０２において破線で示された各波長の光信号は、図表７０３に破線で示した対応する各ＲＦ信号を印加することで出力される。

しかしながら、ＡＯＴＦの温度が変化すると、印加するＲＦ信号の周波数と、出力される光信号の波長との関係も変化する。図表７０４は、ＡＯＴＦの温度が４５℃の時、出力光用ポートの１つからλ２の光信号を出力させた際のＲＦ信号（Ｆ１’〜Ｆｎ’およびＦｒｅｆ１’，Ｆｒｅｆ２’）の周波数を表す。実線で示したＦ２’は、λ２の光信号を出力させるためのＲＦ信号である。破線で示したＦ１’〜Ｆｎ’およびＦｒｅｆ１’，Ｆｒｅｆ２’は、各光信号および基準光を出力させるためのＲＦ信号である。１００ＧＨｚ間隔の各光信号を出力させるためのＲＦ信号の周波数はΔｆ２の等しい周波数間隔で配置されている。このときＡＯＴＦが２５℃の際のＲＦ信号の周波数間隔Δｆ１と比較しＡＯＴＦが４５℃の際のＲＦ信号の周波数間隔Δｆ２は、低周波である。

このように、２５℃から４５℃と高温側に温度が変化したことで、同じ光波長の出力を得るためのＲＦ信号周波数間隔がΔｆ１からΔｆ２（Δｆ２＜Δｆ１）に変化する。これを温度依存性の引き寄せ効果という。１つの基準波長光源により波長選択制御を実現するためには、この温度依存性の引き寄せ効果によるＡＯＴＦの特性が新たな問題であった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、こうした温度依存性の引き寄せ効果特性の課題を解決するとともに、１つの基準波長光源により波長選択の制御をすることができる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置、および波長選択方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置は、既知の波長の基準光が入力される基準光の入力ポートと、波長多重された光信号が入力される波長多重光の入力ポートと、印加された高周波信号に応じた波長の光を出力する基準光の出力ポートと、波長多重光の出力ポートとを備えた音響光学型チューナブルフィルタと、前記音響光学型チューナブルフィルタに印加する所望の周波数の高周波信号を発生させる高周波信号発生手段と、前記音響光学型チューナブルフィルタの前記各出力ポートから出力された光の強度を検出する光検出手段と、前記光検出手段によって検出された前記基準光の出力ポートの光の強度に基づいて、前記基準光の入力ポートに入力された基準光を前記基準光の出力ポートへ出力させる高周波信号の周波数を検出する基準光周波数検出手段と、前記音響光学型チューナブルフィルタの温度を検出する温度検出手段と、前記光検出手段によって検出された前記波長多重光の出力ポートの光の強度と、前記基準光周波数検出手段によって検出された基準光を出力させる前記高周波信号の周波数と、前記温度検出手段により検出された温度と、予め測定した前記音響光学型チューナブルフィルタの温度に依存した出力特性とに基づき、所望する波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させるために印加する前記高周波信号の周波数を求める演算手段と、前記演算手段により求められた周波数の前記高周波信号を、前記高周波信号発生手段により発生させて前記音響光学型チューナブルフィルタへ印加し、所望の波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、音響光学型チューナブルフィルタから基準光を出力させるために印加する高周波信号の周波数の検出と同時に、音響光学型チューナブルフィルタの温度を検出する。したがって、音響光学型チューナブルフィルタの温度が変化しても、所望の波長の光信号を出力させるために印加する高周波信号の最適な周波数が求められ、高精度に波長選択を行うことができる。

本発明にかかる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置、および波長選択方法によれば、１つの基準波長光を用いる構成であっても、温度変化に対応した高精度な波長選択ができるという効果を奏する。また、基準光の数を削減できることから、装置の小型化や低コスト化も実現できる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置、および波長選択方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（本発明の構成）
まず、図１を用いてこの発明の実施の形態にかかる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置の構成を説明する。図１は、この発明の実施の形態にかかる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置の構成を説明する説明図である。

図１に示したように、音響光学型チューナブルフィルタ制御装置１００は、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１と、ＲＦ信号発生回路１０２と、光モニタ回路１０３と、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）１０４と、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１０５と、光タップ１０６からなる光フィルタ部１０７と、分岐カプラ１０８とから構成される。

音響光学型チューナブルフィルタ制御装置１００において、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１は、所定の周波数のＲＦ信号を印加されると、ＷＤＭ伝送信号入力Ｉｎから入力された複数の光信号（λ１〜λｎ）から、特定の波長の光信号のみを印加するポートに応じて任意のポート（ポート１〜ポート４）へ出力することができる。また、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１へ印加するＲＦ信号を制御するため基準波長Ｉｎから基準光（λｒｅｆ）が入力され、基準とするＲＦ信号を印加することによってポート５から出力される。なお、ポート１〜ポート５を光信号出力Ｏｕｔと呼ぶ。

集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１のようなＡＯＴＦ素子の動作原理は、図２を用いて後で詳しく説明する。ＲＦ信号発生回路１０２は、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１へ印加するＲＦ信号を発生させる。なお、ＲＦ信号発生回路１０２の構成は、図３を用いて後で詳しく説明する。光モニタ回路１０３は、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１の各出力ポートに出力された光信号のモニタリングを行う。なお、光モニタ回路１０３構成は、図４を用いて後で詳しく説明する。

ＦＰＧＡ１０４は、プログラミング可能なＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）でありＤＰＳ１０５から入力される波長選択要求に応じて、所定波長の光信号を出力させるためＲＦ信号の周波数を演算し、ＲＦ信号発生回路１０２へＲＦ信号の発生指示を行う信号を入力する。このとき、ＦＰＧＡ１０４には集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１の温度値が入力されており、演算の変数として用いている。ＤＳＰ１０５は、光モニタ回路１０３から入力された光信号および基準光のモニタ値に基づいてＲＦ信号発生回路１０２から印加されるＲＦ信号の切り替え制御を行う。光タップ１０６は、ポート１〜ポート４に出力された光信号と、ポート５に出力された基準光をそれぞれ分岐して光モニタ回路１０３へ出力する。

図２は、ＡＯＴＦの構成を説明する説明図である。図２に示したように、ＡＯＴＦは、強誘電体結晶の一種であり圧電作用を示すニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板１−７にチタン（Ｔｉ）拡散で２本の光導波路１−１、１−２を形成する。これら光導波路１−１、１−２は、互いに２箇所で交叉しており、これら２つの交叉する部分に導波路型の偏光ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ；以下、「ＰＢＳ」という）１−３、１−４が設けられている。また、これら２つの交叉する部分の間において、２本の光導波路１−１、１−２上には、金属膜のＳＡＷガイド１−６が形成されている。このＳＡＷガイド１−６には、櫛を交互にかみ合わせた電極（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；以下、「ＩＤＴ」という）１−５に（以下、ＲＦ信号を印加することによって発生する弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ ）が伝搬する。

図２において、波長λ１、λ２、λ３の光をＡＯＴＦのポート１に入力した場合、ＰＢＳ１−３によって、ＴＥモードとＴＭモードの偏波モードによって混成された入力光は、ＴＥモードとＴＭモードに分かれて光導波路１−１、１−２を伝搬する。ここで、特定の周波数のＲＦ信号ｆ１を印加することにより弾性表面波がＳＡＷガイド１−６に沿って伝搬すると、ＳＡＷガイド１−６と交叉している部分において、音響光学（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ；ＡＯ）効果により２つの光導波路１−１，１−２の屈折率は、周期的に変化する。

このため、入力光のうち、この屈折率の周期的な変化と相互作用をする特定の波長の光のみ偏波モードが回転し、ＴＥモードとＴＭモードとが入れ替わる。ＴＥモードとは伝播方向に電界成分をもたない導波モードであり、ＴＭモードとは電界方向に磁界成分をもたない導波モードである。回転量は、ＴＥモードとＴＭモードの光が屈折率の変化と相互作用する作用長およびＲＦ信号のパワーに比例する。作用長は、ＩＤＴ１−５を挟んで光導波路１−１，１−２上に形成される、表面弾性波を吸収する吸収体１−８，１−９の間隔によって調整される。

したがって、作用長とＲＦ信号のパワーとを最適化することによって、光導波路１−１の中でＴＭモード光は、ＴＥモード光に変換され、光導波路１−２の中でＴＥモード光は、ＴＭモード光に変換される。そして、この変換されたＴＥモード光とＴＭモード光は、ＰＢＳ１−４によって進行方向が変わり、相互作用をした波長の光のみが、分岐光として選択され、相互作用をしなかった波長の光は、透過して出力光となる。図２では、ＲＦ信号ｆ１，ｆ２によって、それぞれ波長λ１，λ２の光信号が作用を受け、分岐光として選択されたことを示している。

このように、ＡＯＴＦは、ＲＦ信号の周波数に応じた波長の光のみを選択して分岐させることができ、さらに、このＲＦ信号の周波数を変化させることによって選択される光の波長を変えることができる。また、このとき、ポート２から射出される出力光は、ポート１に入射される入力光からＲＦ信号の周波数に対応する波長の光のみが除去された光信号（波長λ２、λ３）であるので、ＡＯＴＦは、リジェクション機能をもつと考えることができる。集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１は、以上説明したＡＯＴＦを５個組み合わせることで実現される。

図３は、ＲＦ信号発生回路の構成を示すブロック図である。ＲＦ信号発生回路１０２は、ＤＤＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）３０１と、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ；帯域通過フィルタ）３０２と、ＲＦ ＡＭＰ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；高周波増幅器）３０３とから構成される。

ＲＦ信号発生回路１０２において、ＤＤＳ３０１は、ＦＰＧＡから入力された周波数、位相、振幅等の設定情報にしたがって、ｓｉｎ波信号または、ｃｏｓ波信号を出力する。ＢＰＦ３０２は、ＤＤＳ３０１から入力されたｓｉｎ波信号または、ｃｏｓ波信号のうち、所定の周波数域内の信号のみを透過させる。ＲＦ ＡＭＰ３０３は、ＢＰＦ３０２から入力された信号を増幅し、集積ドロップ型１０１へＲＦ信号を出力する。このとき、ＲＦ信号発生回路１０２から出力されるＲＦ信号は、ＢＰＦ３０２によって周波数の制限が行われているため、１６０ＭＨｚ〜１８０ＭＨｚの周波数である。

図４は、光モニタ回路の構成を示すブロック図である。光モニタ回路１０３は、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ；受光素子）４０１と、電流電圧変換用ＬＯＧＡＭＰ（ログアンプ）４０２と、非反転増幅器４０３と、ＬＰＦ（Ｌｏｗ−Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ；低域通過フィルタ）４０４と、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ；ＡＤ交換器）４０５とから構成される。

光モニタ回路１０３において、ＰＤ４０１は、光タップ１０６から分岐された光信号を電気信号へ変換するため、入力された光に応じた電流を発生する。電流電圧変換用ＬＯＧＡＭＰ４０２は、ＰＤ４０１から入力された電流をログ特性にしたがって、電圧値へと変換する。非反転増幅器４０３は、電流電圧変換用ＬＯＧＡＭＰ４０２から印加された電圧値を増幅させる。ＬＰＦ４０４は、非反転増幅器４０３によって増幅された電圧値の高周波成分を低周波成分のみを透過させる。したがって、電圧値の高周波成分は除去される。ＡＤＣ４０５は、ＬＰＦ４０４から出力されたアナログ信号によって表される電圧値をデジタル信号へ変換し、ＤＳＰ１０５へ出力する。

本発明は、以上説明したような構成からなる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置１００を用いることでＷＤＭ伝送信号から任意の波長の光信号を出力させる波長選択が可能となる。

（音響光学型チューナブルフィルタ制御装置を用いた波長選択方法）
図５−１は、集積ドロップ型ＡＯＴＦ温度（Ｔ_AOTF）を変化させた時のＲＦ信号周波数間隔ΔＦの測定値を示す図表である。ＲＦ信号周波数間隔ΔＦとは、１００ＭＨｚ間隔に配置された各光信号を出力させるための各ＲＦ信号の周波数の間隔を意味する。また、図５−２は、集積ドロップ型ＡＯＴＦの温度とＲＦ信号の周波数間隔との関係を示す図表である。図５−２において、縦軸はＲＦ信号周波数間隔ΔＦ［Ｈｚ］を表し、横軸はＡＯＴＦ（図１に示した集積ドロップ型１０１）温度［℃］を表し、図５−１に示したＡＯＴＦ温度（Ｔ_AOTF）に対応するＲＦ信号周波数間隔ΔＦがプロットされている。

従来技術における課題で説明したように、ＡＯＴＦ素子は、温度依存性引き寄せ効果を有する。したがって、ＡＯＴＦ温度［℃］が上昇するにつれてＲＦ信号周波数間隔ΔＦ［Ｈｚ］が低下する。しかしながら、図５−２に示したプロットより明らかなように、温度依存性引き寄せ効果の特性は、リニアに変化する。したがって、本発明では、図５−２の図表を用いて、所望の波長の光信号を出力させるためのＲＦ信号周波数を演算することで波長選択を実現させる。

図６は、この発明にかかる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置による波長選択動作を説明するフローチャートである。まず、ＷＤＭ伝送信号Ｉｎから入力された運用対象となるＷＤＭ伝送信号（λ１〜λｎ）を、分岐カプラ１０８で４つに分岐され、各分岐光をポート１〜ポート４へ入力されている。また、ポート５には、任意の基準波長λｒｅｆ１が入力されている。

以上のような状態において、まずＤＳＰ１０５のメモリに、波長選択を行うための固定値と変数を用意する（ステップＳ６０１）。具体的には、下記の固定値と変数を用意する。

（固定値）
ａ：ＡＯＴＦ温度０℃の時のΔＦの値
ｂ：ＡＯＴＦ温度１℃あたりのＲＦ信号周波数間隔ΔＦの特性直線の傾き係数値
λｒｅｆ：基準光源波長値
（変数値）
Ｔ_AOTF：現在のＡＯＴＦ温度値（測定値）
Ｆｒｅｆ：現在の基準光源波長を出力させるためのＲＦ信号周波数値（測定値）
λｘ：選択要求波長値（入力値）

つぎに、ＲＦ信号発生回路１０２からポート５へ入力するＲＦ信号の周波数を１８０ＭＨｚから１ｋＨｚ刻みに減少させて、光モニタ回路１０３におけるモニタ値を読み取り、基準波長λｒｅｆ１を出力させるためのＲＦ信号周波数値Ｆｒｅｆを検出する（ステップＳ６０２）。基準波長λｒｅｆ１を検出するには、ＲＦ信号を１ｋＨｚ刻みに減少させていく時のモニタ値の変化から極大値を検出し、この極大値をモニタリングした時のＲＦ信号が基準波長λｒｅｆ１を出力させるためのＲＦ信号周波数値Ｆｒｅｆとなる。

つぎに、ステップＳ６０２において検出したＲＦ信号周波数値ＦｒｅｆをＤＳＰ１０５のメモリに記憶する（ステップＳ６０３）。また、環境温度の変化や基準波長光源の揺らぎなどの変動に応じて最適なＲＦ信号周波数を維持するため、光モニタ回路１０３におけるモニタ値を読み取り値が最大値となるようにＲＦ信号周波数のトラッキング処理およびＲＦパワートラッキング処理を行う（ステップＳ６０４）。このように、現在の基準光源波長を出力させるためのＲＦ信号周波数値は、周波数トラッキング処理により常時、最新の値に更新しておく。

また、Ｆｒｅｆの更新時には、ＡＯＴＦ温度（Ｔ_AOTF）をモニタし、ＤＳＰ１０５のメモリに記憶する（ステップＳ６０５）。つまり、ＡＯＴＦ温度（Ｔ_AOTF）も常に更新される。

つぎに、現在の１００ＧＨｚ間隔の光信号を出力させる各ＲＦ信号のＲＦ信号周波数間隔ΔＦを下記の（１）式により算出する（ステップＳ６０６）。

ΔＦ＝ａ＋ｂ×Ｔ_AOTF …（１）
ΔＦ：現在の１００ＧＨｚグリッド間隔のＲＦ信号周波数間隔値

つぎに、波長選択要求されているか、否かの判断を行う（ステップＳ６０７）。波長選択要求されていない場合（ステップＳ６０７：Ｎｏ）は、待機状態となる。波長選択要求されている場合（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）は、選択したい要求波長値（λｘ）を、ス
テップＳ６０１に用意した固定値と変数値およびステップＳ６０２〜Ｓ６０５の処理で更新したＦｒｅｆとＡＯＴＦ温度（Ｔ_AOTF）のパラメータ情報を基に下記の（２）式の演算を行い、選択要求波長に対応するＲＦ信号周波数値（Ｆｘ）を算出する（ステップＳ６０
８）。

Ｆｘ＝Ｆｒｅｆ＋ΔＦ×（λｒｅｆ−λｘ）／０．８ …（２）
Ｆｘ：選択要求波長に対応するＲＦ信号周波数値

つぎに、ステップＳ６０８によって求めたＲＦ信号周波数値（Ｆｘ）とステップＳ６０
４における基準光源のＲＦパワートラッキング処理で取得した最適ＲＦ信号パワー値を、集積ドロップ型ＡＯＴＦ１０１のポートに与え、要求波長を選択する（ステップＳ６０９）。

最後に、波長選択を終了するか否かの判断を行う（ステップＳ６１０）。波長選択を終了する場合（ステップＳ６１０：Ｙｅｓ）は、処理を終了する。波長選択を継続する場合（ステップＳ６１０：Ｎｏ）は、ステップＳ６０１に戻り、同じ処理を繰り返すことで温度変化に対応した更新を行いながら波長選択を継続することができる。

以上説明したように、音響光学型チューナブルフィルタ制御装置、および波長選択方法によれば、所定の固定値と変数を用いることで、１つの基準光源で正確に、所望の光信号を出力させるための波長選択を実現することができる。

また、１つの基準光源のみで波長選択が行えることから、装置全体の小型化や低コスト化を図ることも可能となる。また、所望の波長選択を行うためのＲＦ信号を演算によって導き出すことから、ＷＤＭにおける固定されたチャンネルに限定されず、容易に、任意の波長を選択することができる

なお、本実施の形態で説明した波長選択方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

（付記１）既知の波長の基準光が入力される基準光の入力ポートと、波長多重された光信号が入力される波長多重光の入力ポートと、印加された高周波信号に応じた波長の光を出力する基準光の出力ポートと、波長多重光の出力ポートとを備えた音響光学型チューナブルフィルタと、
前記音響光学型チューナブルフィルタに印加する所望の周波数の高周波信号を発生させる高周波信号発生手段と、
前記音響光学型チューナブルフィルタの前記各出力ポートから出力された光の強度を検出する光検出手段と、
前記光検出手段によって検出された前記基準光の出力ポートの光の強度に基づいて、前記基準光の入力ポートに入力された基準光を前記基準光の出力ポートへ出力させる高周波信号の周波数を検出する基準光周波数検出手段と、
前記音響光学型チューナブルフィルタの温度を検出する温度検出手段と、
前記光検出手段によって検出された前記波長多重光の出力ポートの光の強度と、前記基準光周波数検出手段によって検出された基準光を出力させる前記高周波信号の周波数と、前記温度検出手段により検出された温度と、予め測定した前記音響光学型チューナブルフィルタの温度に依存した出力特性とに基づき、所望する波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させるために印加する前記高周波信号の周波数を求める演算手段と、
前記演算手段により求められた周波数の前記高周波信号を、前記高周波信号発生手段により発生させて前記音響光学型チューナブルフィルタへ印加し、所望の波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させる制御手段と、
を備えることを特徴とする音響光学型チューナブルフィルタ制御装置。

（付記２）前記音響光学型チューナブルフィルタは、一定の光周波数間隔の光信号を一定の周波数間隔の高周波信号により出力させるものであり、前記周波数間隔は、温度に応じて線形に変化する温度特性を有し、
前記演算手段は、前記音響光学型チューナブルフィルタの温度と、前記温度特性とに基づき前記温度における前記周波数間隔を求める周波数間隔演算手段と、
前記周波数間隔演算手段によって求めた前記周波数間隔と、前記波長多重光の出力ポートの光の強度と、前記基準光の波長と、当該基準光を前記基準光の出力ポートから出力させるための前記高周波信号の周波数と、に基づいて、所望する波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させるために印加する前記高周波信号の周波数を求める高周波信号演算手段と、
を有することを特徴とする付記１に記載の音響光学型チューナブルフィルタ制御装置。

（付記３）前記演算手段は、前記音響光学型チューナブルフィルタの温度と、前記光の強度の検出を継続して行うことで、温度変化に対応して所望の波長の光信号を出力させるための最適な高周波信号の周波数を演算し、
前記制御手段は、前記演算手段によって導き出された、温度変化に対応した周波数を前記高周波信号発生手段によって前記音響光学型チューナブルフィルタへ印加することを特徴とする付記１または２に記載の音響光学型チューナブルフィルタ制御装置。

（付記４）所定の波長の前記基準光を出力する１つの基準光源を備え、
前記音響光学型チューナブルフィルタは、前記基準光源から出力された前記基準光が入力される１つの前記基準光の入力ポートと、前記波長多重光の入力ポートと、基準光の出力ポートと、波長多重光の出力ポートとを含むフィルタが単一の基板上に形成されてなることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の音響光学型チューナブルフィルタ制御装置。

（付記５）波長多重された前記光信号を複数に分岐させる分岐手段を備え、
前記音響光学型チューナブルフィルタは、前記分岐手段により分岐された前記光信号が入力される複数の波長多重光の入力ポートと、当該波長多重光の入力ポートに対応する複数の波長多重光の出力ポートとを備えることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の音響光学型チューナブルフィルタ制御装置。

（付記６）既知の波長の基準光が入力される基準光の入力ポートと、波長多重された光信号が入力される波長多重光の入力ポートと、印加された高周波信号に応じた波長の光を出力する基準光の出力ポートと、波長多重光の出力ポートとを備えた音響光学型チューナブルフィルタにおける波長選択方法であって、
前記基準光の入力ポートに既知の波長の基準光を入力する基準光入力工程と、
前記各出力ポートから出力された光の強度を検出する光検出工程と、
前記光検出工程によって検出された前記基準光の出力ポートの光の強度に基づいて、前記基準光の入力ポートに入力された基準光を前記基準光の出力ポートへ出力させる高周波信号の周波数を検出する基準光周波数検出工程と、
前記音響光学型チューナブルフィルタの温度を検出する温度検出工程と、
前記光検出工程によって検出された前記波長多重光の出力ポートの光の強度と、前記基準光周波数検出工程によって検出された基準光を出力させる前記高周波信号の周波数と、前記温度検出工程により検出された温度と、予め測定した前記音響光学型チューナブルフィルタの温度に依存した出力特性とに基づき、所望する波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させるために印加する前記高周波信号の周波数を求める演算工程と、
前記演算工程により求められた周波数の前記高周波信号を発生させて前記音響光学型チューナブルフィルタへ印加し、所望の波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させる制御工程と、
を含むことを特徴とする波長選択方法。

以上のように、本発明にかかる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置、および波長選択方法は、高密度ＷＤＭによる光信号の伝送に有用であり、特に、メトロネットワークにおける光信号の分岐挿入のための波長選択に適している。

この発明の実施の形態にかかる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置の構成を説明する説明図である。 ＡＯＴＦの構成を説明する説明図である。 ＲＦ信号発生回路の構成を示すブロック図である。 光モニタ回路の構成を示すブロック図である。 集積ドロップ型ＡＯＴＦ温度（Ｔ_AOTF）を変化させた時のＲＦ信号周波数間隔ΔＦの測定値を示す図表である。 集積ドロップ型ＡＯＴＦの温度とＲＦ信号の周波数間隔との関係を示す図表である。 この発明にかかる音響光学型チューナブルフィルタ制御装置による波長選択動作を説明するフローチャートである。 ドロップ型ＡＯＴＦの温度依存性引き寄せ効果を示す説明図である。

符号の説明

１００ 音響光学型チューナブルフィルタ制御装置
１０１ 集積ドロップ型ＡＯＴＦ
１０２ ＲＦ信号発生回路
１０３ 光モニタ回路
１０４ ＦＰＧＡ
１０５ ＤＳＰ
１０６ 光タップ
１０８ 分岐カプラ

Claims (5)

1. 既知の波長の基準光が入力される基準光の入力ポートと、波長多重された光信号が入力される波長多重光の入力ポートと、印加された高周波信号に応じた波長の光を出力する基準光の出力ポートと、波長多重光の出力ポートとを備えた音響光学型チューナブルフィルタと、
   前記音響光学型チューナブルフィルタに印加する所望の周波数の高周波信号を発生させる高周波信号発生手段と、
   前記音響光学型チューナブルフィルタの前記各出力ポートから出力された光の強度を検出する光検出手段と、
   前記光検出手段によって検出された前記基準光の出力ポートの光の強度に基づいて、前記基準光の入力ポートに入力された基準光を前記基準光の出力ポートへ出力させる高周波信号の周波数を検出する基準光周波数検出手段と、
   前記音響光学型チューナブルフィルタの温度を検出する温度検出手段と、
   前記光検出手段によって検出された前記波長多重光の出力ポートの光の強度と、前記基準光周波数検出手段によって検出された基準光を出力させる前記高周波信号の周波数と、前記温度検出手段により検出された温度と、予め測定した前記音響光学型チューナブルフィルタの温度に依存した出力特性とに基づき、所望する波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させるために印加する前記高周波信号の周波数を求める演算手段と、
   前記演算手段により求められた周波数の前記高周波信号を、前記高周波信号発生手段により発生させて前記音響光学型チューナブルフィルタへ印加し、所望の波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする音響光学型チューナブルフィルタ制御装置。
2. 前記音響光学型チューナブルフィルタは、一定の光周波数間隔の光信号を一定の周波数間隔の高周波信号により出力させるものであり、前記周波数間隔は、温度に応じて線形に変化する温度特性を有し、
   前記演算手段は、前記音響光学型チューナブルフィルタの温度と、前記温度特性とに基づき前記温度における前記周波数間隔を求める周波数間隔演算手段と、
   前記周波数間隔演算手段によって求めた前記周波数間隔と、前記波長多重光の出力ポートの光の強度と、前記基準光の波長と、当該基準光を前記基準光の出力ポートから出力させるための前記高周波信号の周波数と、に基づいて、所望する波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させるために印加する前記高周波信号の周波数を求める高周波信号演算手段と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の音響光学型チューナブルフィルタ制御装置。
3. 前記演算手段は、前記音響光学型チューナブルフィルタの温度と、前記光の強度の検出を継続して行うことで、温度変化に対応して所望の波長の光信号を出力させるための最適な高周波信号の周波数を演算し、
   前記制御手段は、前記演算手段によって導き出された、温度変化に対応した周波数を前記高周波信号発生手段によって前記音響光学型チューナブルフィルタへ印加することを特徴とする請求項１または２に記載の音響光学型チューナブルフィルタ制御装置。
4. 波長多重された前記光信号を複数に分岐させる分岐手段を備え、
   前記音響光学型チューナブルフィルタは、前記分岐手段により分岐された前記光信号が入力される複数の波長多重光の入力ポートと、当該波長多重光の入力ポートに対応する複数の波長多重光の出力ポートとを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の音響光学型チューナブルフィルタ制御装置。
5. 既知の波長の基準光が入力される基準光の入力ポートと、波長多重された光信号が入力される波長多重光の入力ポートと、印加された高周波信号に応じた波長の光を出力する基準光の出力ポートと、波長多重光の出力ポートとを備えた音響光学型チューナブルフィルタにおける波長選択方法であって、
   前記基準光の入力ポートに既知の波長の基準光を入力する基準光入力工程と、
   前記各出力ポートから出力された光の強度を検出する光検出工程と、
   前記光検出工程によって検出された前記基準光の出力ポートの光の強度に基づいて、前記基準光の入力ポートに入力された基準光を前記基準光の出力ポートへ出力させる高周波信号の周波数を検出する基準光周波数検出工程と、
   前記音響光学型チューナブルフィルタの温度を検出する温度検出工程と、
   前記光検出工程によって検出された前記波長多重光の出力ポートの光の強度と、前記基準光周波数検出工程によって検出された基準光を出力させる前記高周波信号の周波数と、前記温度検出工程により検出された温度と、予め測定した前記音響光学型チューナブルフィルタの温度に依存した出力特性とに基づき、所望する波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させるために印加する前記高周波信号の周波数を求める演算工程と、
   前記演算工程により求められた周波数の前記高周波信号を発生させて前記音響光学型チューナブルフィルタへ印加し、所望の波長の光信号を前記波長多重光の出力ポートから出力させる制御工程と、
   を含むことを特徴とする波長選択方法。
   
   

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