JP3322712B2 - 光チューナの起動方法及び光チューナ - Google Patents

光チューナの起動方法及び光チューナ

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JP3322712B2 JP00483493A JP483493A JP3322712B2 JP 3322712 B2 JP3322712 B2 JP 3322712B2 JP 00483493 A JP00483493 A JP 00483493A JP 483493 A JP483493 A JP 483493A JP 3322712 B2 JP3322712 B2 JP 3322712B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、波長多重光通
信システム、特にこの方式を用いた光ＣＡＴＶの加入者
端に用いる、光チューナの起動方法及び光チューナに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光チューナは波長多重光通信シス
テムにおいて多重された光の中から所望の光を選択する
デバイスとして様々な形態が提案され検討されている。
特に回折格子を用いた波長選択方法は広帯域で、高精度
な光のチューニングが可能である。
【０００３】以上の波長選択原理は波長多重された光を
回折格子に入射させ、回折格子によって波長分散された
光のうち、所望の光を回折格子の回転角を制御すること
によって、所定位置に配置された受光ファイバに結合さ
せることによる（例えば特開昭６０−２５６９０１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来例で
は、回折格子の回転角度について初期設定するための機
能がなく、光学系の組立段階において絶対回転角の調整
を行わなければならず、生産のコスト、工数が多くな
る。また、光の波長が変動したり、システム構成上変更
されたとき、光チューナに入力される波長多重光の各々
の波長の光の間隔や波長範囲を設定できないという課題
がある。
【０００５】本発明は、従来の光チューナのこのような
課題を考慮し、組立段階における回折格子の位置調整を
必要とせず、回折格子の位置の初期設定が簡単に行える
光チューナの起動方法及び光チューナを提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】請求項１記載の本発明は、予め、各選択波
長の光を検出するための移動位置又は回転位置の、基準
位置に対する相対的距離を記憶しておき、複数個の選択
波長の光信号が多重化された光信号を入力し、光回折手
段を移動又は回転させながら、前記光回折手段で回折さ
れずに反射する光の光強度の極大値を検出し、その検出
された極大値のときの前記光回折手段の移動位置又は回
転位置を検出して、その移動位置又は回転位置を改めて
基準位置として記憶し、その後、その基準位置と前記相
対的距離情報に基づいて、前記各波長の光信号の回折光
を受光できるように、前記光回折手段を移動又は回転さ
せて前記基準位置に停止させ、前記各波長の光信号の回
折光を受光手段に結合させることを特徴とする光チュー
ナの起動方法である。
【０００８】
【０００９】請求項２記載の本発明は、予め、各波長の
光を検出するための移動位置又は回転位置の、基準位置
に対する相対的距離が記憶された記憶手段と、複数個の
波長の光信号が多重化された光信号を入力する光入力手
段と、その入力された光を反射する光反射部を有し、前
記光信号を回折する光回折手段と、その光回折手段を移
動又は回転させる駆動手段と、前記光回折手段により回
折された光を受光する受光手段と、前記駆動手段によっ
て前記光回折手段が移動又は回転させられた際、前記回
折手段の光反射部により回折されずに反射された光の光
強度の極大値を検出する反射光検出手段と、その検出さ
れた反射光強度の極大値のときの前記光回折手段の移動
位置又は回転位置を検出し、起動時にその移動位置又は
回転位置を前記基準位置とする位置検出手段と、その基
準位置と前記予め記憶された相対的距離情報に基づい
て、前記光回折手段を移動又は回転させて前記回折され
た光を受光できるように停止させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする光チューナである。
【００１０】
【作用】本発明は、初期設定時、光回折手段を移動又は
回転させながら、入力された光を回折し、その回折され
た光の光強度の極大値を検出し、その検出された極大値
のときの光回折手段の移動位置又は回転位置を検出し、
初期設定の後は、その検出された移動位置又は回転位置
に基づいて、回折された光が受光できるように、光回折
手段を移動又は回転させる。
【００１１】また、光反射部を有する光回折手段を移動
又は回転させながら、その光反射部により反射された光
の全体的光強度の極大値を検出し、その検出された極大
値のときの光回折手段の移動位置又は回転位置を検出し
て基準位置とし、その基準位置と予め記憶された各波長
に対応する相対的距離情報に基づいて、各波長の光信号
の回折光を受光できるように、光回折手段を移動又は回
転させる。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。
【００１３】図１は、本発明に関連する第１の例におけ
る光チューナの起動方法の構成図を示すものである。す
なわち、光チューナには、例えば複数の波長が多重化さ
れた光信号を入力する入力ファイバ１、その入力ファイ
バ１により入力された光を分散回折させる回折格子４、
その回折格子４による回折光を受光する受光ファイバ２
が設けられ、その受光ファイバ２及び入力ファイバ１と
回折格子４との間には、光を平行光にしたり収束するた
めのレンズ３が設けられている。又、回折格子４には、
回転させるための回転機構部５が連結され、受光ファイ
バ２には光強度を検出する光検出器６が接続されてい
る。その光検出器６には、検出された光強度の極大値を
検出する極大値検出回路部７が接続され、その極大値検
出回路部７には、回転機構部５を制御する駆動制御部８
が接続されている。又、駆動制御部８には、光強度が極
大値のときの回折格子４の回転位置を記憶する記憶回路
部９が接続されている。
【００１４】上記の、入力ファイバ１が光入力手段を構
成し、受光ファイバ２が受光手段を構成し、回折格子４
が光回折手段を構成し、回転機構部５が駆動手段を構成
し、光検出器６が光強度検出手段を構成し、極大値検出
回路部７が位置検出手段を構成し、駆動制御部８が制御
手段を構成し、記憶回路部９が記憶手段を構成してい
る。
【００１５】図２は、回折格子４を回転機構部５により
回転させた際の回転角に対する光検出器６で検出される
光強度を示したグラフであり、１２はその場合の強度変
化曲線の一例である。
【００１６】次に、上記例の光チューナの起動方法の動
作について説明する。
【００１７】まず、入力ファイバ１から入力された波長
多重された光は、レンズ３を介して回折格子４に入射す
る。入射された光は、回折格子４により波長分散を受
け、それぞれの波長の光は異なった角度に回折される。
そこで、回折格子４を回転機構部５により格子溝方向を
回転軸として回転すると、レンズ３を介して受光ファイ
バ２に、波長多重された光のうちの１つの波長λ0 の光
（例えば、これを基準とする）が結合するようになる。
ここで、回折格子４の法線方向からの回転角度θ0は、格
子溝溝間隔をｄとすると次式で表される。
【００１８】
【数１】θ0＝sin-1（λ0／２ｄ） このとき、回折格子４が回転角度θ0 の位置に近づくに
つれて光検出器６で検出される光強度は増加し、回転角
度θ0 で極大値となる。その後、回転角度が増すに従っ
て、再び光強度は減少する。極大値検出回路部７は、光
強度の極大値を検出し、そのときの回転角度θ0を記憶
回路部９に記憶する。
【００１９】以上のように本例においては基準となる波
長を選択する回転角度θ0 を極大値検出回路部７により
検出し記憶することにより回転角の絶対的な初期設定を
行なうことができる。更に、回転角度θ0 が設定された
後は、その記憶された回転角度θ0 を基準位置（又は初
期位置）として、回折格子４を回転させ、各波長の回折
光の光強度の極大値を検出することによって受光を迅速
に行うことができる。又、入射される波長多重光の各波
長が予め分かっている場合は、各波長、又は各波長に対
応した回転角を予め記憶させておくことにより、その回
転角（各波長を記憶しているときは、それら波長から計
算して求めた回転角）と基準の回転角度θ0 を用いて受
光の制御を行うことができる。
【００２０】次に、第２の例における光チューナの起動
方法について説明する。図３（ａ）は、入力ファイバ１
内を伝搬している波長λ1、λ2、λ3 の３つの波長の光
の合波スペクトルである。図３（ｂ）は、その光におけ
る、回折格子４の回転角度に対する光強度を表わしたグ
ラフである。図１、図３（ａ）、及び（ｂ）を用いてそ
の動作を説明する。
【００２１】まず、波長λ1〜λ3の光の波長多重光が入
力ファイバ１からレンズ３を介して回折格子４に入射さ
れ波長分散を受ける。このとき、回折格子４を回転機構
部５により格子溝方向を回転軸として回転する。そうす
ると、回転角度が大きくなるに従って短波長側から順
に、波長λ1、λ2、λ3 の光が受光ファイバ２に結合さ
れていく。そのときの光検出器６で検出された受光光強
度は回転角度とともに図３（ｂ）のように変化する。次
に、極大値検出回路部７は、各波長毎の極大値を検出
し、その極大値に対応する波長λ1 に対する角度θ1 、
波長λ2 に対する角度θ2 、波長λ3 に対する角度θ3
をそれぞれ記憶回路部９に記憶する。各波長に対応する
回転角度の記憶後は、選択波長に応じて記憶回路部９か
らそれに対応する回転角が呼び出され、駆動制御部９よ
り駆動信号が出力され、回転機構部５により回折格子４
が回転されて受光が制御される。
【００２２】以上のように本例においては伝送されてい
る波長全てについて回折格子４を起動時（初期設定時）
に回転させて予め検出し、各々の波長に対する回転角を
設定記憶することにより作動時（使用時）での波長選択
を円滑にかつ高速に行なうことができる。
【００２３】次に、第３の例における光チューナの起動
方法について説明する。
【００２４】図４は、本発明に関連する第３の例におけ
る光チューナの起動方法の構成図を示すものである。第
１の例と異なる点は、入力ファイバ１に光合波器として
方向性結合器１１が結合され、その方向性結合器１１に
光源１０が接続されている点である。ここで、光源１０
は単一モードで発振するレーザ光とし、その波長をλ0
とする。
【００２５】以下、図４及び図２を用いてその動作を説
明する。
【００２６】いま、方向性結合器１１を介して光源１０
から波長λ0 の光が入力ファイバ１に入力され、入力さ
れた光はレンズ３によって平行光にされて回折格子４に
入射され波長分散を受ける。このとき、回転機構部５に
より回折格子４を回転させると、回転角度が（数１）を
みたす角度θ0 に近づくにつれて光検出器６で検出され
る光強度は増加し、図２に示すように角度θ0 で極大値
となる。そして再び光強度は回転角度が増す毎に減少す
る。従って回転角度θ0 を極大値検出回路部７で検出
し、そのときの回転角度を記憶回路部９に記憶する。
【００２７】以上のように本例においては基準となる波
長の光を別途用意して回転角度の初期設定を行なうこと
により伝送系にたとえ光が伝送されていない状態におい
ても、光チューナの初期設定を行なうことが出来る。
又、初期設定後の動作については、第１の例と同様であ
る。
【００２８】次に、第４の例における光チューナの起動
方法について述べる。
【００２９】図５は、本発明に関連する第４の例におけ
る光チューナの起動方法の構成図を示すものである。第
３の例の構成に加えて、受光ファイバ２に光分岐器とし
て方向性結合器１１ｂが接続され、その方向性結合器１
１ｂに光検出器６が接続された構成となっている。光源
１０は、前述と同様、単一モードで発振するレーザ光で
あり、その波長をλ0 とする。
【００３０】以下、図５及び図２を用いてその動作を説
明する。
【００３１】いま、方向性結合器１１ａを介して光源１
０から波長λ0 の光が入力ファイバ１に入力され、入力
された光はレンズ３によって平行光にされて回折格子４
に入射され波長分散を受ける。このとき、回転機構部５
により回折格子４を回転させると、回転角度が（数１）
をみたす角度θ0 に近づくに従って、方向性結合器１１
ｂを介して光検出器６で検出される光強度は増加し、角
度θ0 で極大値となる。その後再び光強度は回転角度が
増す毎に減少する。従って回転角度θ0 を極大値検出回
路部７で検出し、そのときの回転角度を記憶回路部９に
記憶する。
【００３２】以上のように本例においては基準となる波
長の光を別途用意し、かつ受光素子を受光ファイバから
分離して配置することにより受光した光を光分岐器等の
他の光部品に接続可能にし、光チューナを伝送系に挿入
できる形態とすることが出来る。又、初期設定後の動作
については、第１の例と同様である。
【００３３】次に、第５の実施例における光チューナの
起動方法について説明する。
【００３４】図６は、本発明の第５の実施例における光
チューナの起動方法の構成図である。第１の実施例と異
なる点は、初期設定する回転角度の検出に、回折格子４
によって回折された光の強度を用いる代わりに、回折格
子４から反射される全体的光の強度を利用する点であ
る。すなわち、回折格子４による回折光の受光が邪魔さ
れない位置に、反射光を収束するレンズ１４を配置し、
そのレンズ１４の焦点位置にスリット１３を配置して、
更に、そのスリット１３の後側に反射光の光強度を検出
する受光素子１２を設ける。
【００３５】以下、上記実施例の動作について説明す
る。
【００３６】まず、入射光が入力ファイバ１からレンズ
３に照射され、そのレンズ３により平行光にされて回折
格子４に入射され波長分散を受ける。回折格子４の回折
効率は１００％ではないので一部の光は回折されずにそ
のまま反射される。反射光は１つの波長では光強度は小
さいが波長多重されていれば反射光全体の強度は大きく
とれる。このとき、回折格子４を回転機構部５で回転さ
せ、反射光をレンズ１４及びスリット１３へ入射させ、
その光強度を受光素子１２で検出する。この反射光がち
ょうどスリット１３に結像するとき検出光強度は極大値
となる。極大値検出回路部７では、そのときの回転角度
を検出し、記憶回路部９に記憶する。回転角度が設定さ
れた後は、その記憶された回転角度に基づいて、回折格
子４を回転させ、回折光の受光を迅速に行うことがで
き、初期設定後の動作については、第１の実施例と同様
である。
【００３７】以上のように本実施例においては基準とな
る光として回折格子で回折されなかった反射光を用いる
ことにより伝送されている光の波長に拘らず、回転角度
の初期設定が出来る構成となる。
【００３８】以上のような構成によって、極大値検出時
の回転角度を記憶し、この角度をもって回転角度の初期
値とすることが出来るため、光学系の組み立て段階での
絶対回転角の調整が不要で量産性に優れた光チューナを
作製できる。
【００３９】又、多重する光の波長が変動するか、シス
テム構成上変更となった場合でも起動時にそのときに多
重されている波長を初期設定できる。
【００４０】なお、上記実施例では、回折格子４を回転
させる構成としたが、これに限らず、左右の一定範囲内
で回動する構成としてもよい。あるいは又、直線的に往
復移動させる構成としてもよい。
【００４１】また、上記実施例では、光信号を３つの波
長の光が多重化された例について説明したが、これに限
らず、多重化される波長の数は幾つでもよい。又、単独
の波長の光信号に適用できることは勿論である。
【００４２】また、上記実施例では、光回折手段をすべ
て単に回折格子としたが、これに代えて、回折格子とし
て特に高効率で偏光依存性の少ないフーリエ回折格子を
用いれば波長分散される光の割合、即ち回折効率が９０
％以上あるので受光ファイバに結合する光の強度を高く
できる。
【００４３】また、上記実施例では、位置検出手段であ
る極大値検出回路部７及び制御手段である駆動制御部８
を専用のハードウェアにより構成したが、これに限ら
ず、同様の機能をコンピュータを用いてソフトウェア的
に実現してもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、組立段階における回折格子の位置調整を必要と
せず、回折格子の位置の初期設定が簡単に行えるという
長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第１の実施例における光チュー
ナの起動方法の構成図である。
【図２】同実施例における回折格子の回転角度と光検出
器の検出光強度の関係を表わすグラフである。
【図３】同図（ａ）は、本発明にかかる第２の実施例に
おける波長多重光のスペクトルを示す図、同図（ｂ）
は、その波長多重光における回転角に対する受光光強度
の関係を表わすグラフである。
【図４】本発明にかかる第３の実施例における光チュー
ナの起動方法の構成図である。
【図５】本発明にかかる第４の実施例における光チュー
ナの起動方法の構成図である。
【図６】本発明にかかる第５の実施例における光チュー
ナの起動方法の構成図である。
【符号の説明】
１ 入力ファイバ ２ 受光ファイバ ３ レンズ ４ 回折格子 ５ 回転機構部 ６ 光検出器 ７ 極大値検出回路部 ８ 駆動制御部 ９ 記憶回路部
フロントページの続き (72)発明者 三輪 哲司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−115403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−158209（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−115936（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 予め、各選択波長の光を検出するための
    移動位置又は回転位置の、基準位置に対する相対的距離
    を記憶しておき、複数個の選択波長の光信号が多重化さ
    れた光信号を入力し、光回折手段を移動又は回転させな
    がら、前記光回折手段で回折されずに反射する光の光強
    度の極大値を検出し、その検出された極大値のときの前
    記光回折手段の移動位置又は回転位置を検出して、その
    移動位置又は回転位置を改めて基準位置として記憶し、
    その後、その基準位置と前記相対的距離情報に基づい
    て、前記各波長の光信号の回折光を受光できるように、
    前記光回折手段を移動又は回転させて前記基準位置に停
    止させ、前記各波長の光信号の回折光を受光手段に結合
    させることを特徴とする光チューナの起動方法。
  2. 【請求項２】 予め、各波長の光を検出するための移動
    位置又は回転位置の、基準位置に対する相対的距離が記
    憶された記憶手段と、複数個の波長の光信号が多重化さ
    れた光信号を入力する光入力手段と、その入力された光
    を反射する光反射部を有し、前記光信号を回折する光回
    折手段と、その光回折手段を移動又は回転させる駆動手
    段と、前記光回折手段により回折された光を受光する受
    光手段と、前記駆動手段によって前記光回折手段が移動
    又は回転させられた際、前記回折手段の光反射部により
    回折されずに反射された光の光強度の極大値を検出する
    反射光検出手段と、その検出された反射光強度の極大値
    のときの前記光回折手段の移動位置又は回転位置を検出
    し、起動時にその移動位置又は回転位置を前記基準位置
    とする位置検出手段と、その基準位置と前記予め記憶さ
    れた相対的距離情報に基づいて、前記光回折手段を移動
    又は回転させて前記回折された光を受光できるように停
    止させる制御手段とを備えたことを特徴とする光チュー
    ナ。
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