JP4659815B2 - 波長選択装置および波長選択方法 - Google Patents

Description

本発明は、音響光学型波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ：Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｆｉｌｔｅｒ）を用いた波長選択装置および波長選択方法に関するものである。

従来、フォトニックネットワークにおいて、波長可変フィルタは、信号光の分岐を行うための波長選択に用いられる重要な光素子として位置づけられている。このような波長選択のための光素子のなかでも、近年、特に注目を集めているのがＡＯＴＦである。ＡＯＴＦは、波長選択動作の高速性、可変波長範囲の広さに加え、集積化による小型化および低コスト化が可能である等の長所をもつ光フィルタの１種である。すでにこのＡＯＴＦによる波長選択装置は、実用化可能にあるが、さらにレーザ出力部を備え、このレーザを基準光源として利用することでＡＯＴＦによる波長選択の精度を向上させるＡＯＴＦサブシステムも提案されている。

図９は、従来のＡＯＴＦサブシステムの構成を示す図である。ＡＯＴＦサブシステムとは、ＡＯＴＦによる波長選択が正しく行われているかを判断して制御を行う機能部を備えたものである。図中のＡＯＴＦサブシステム１０は、波長選択を行うＡＯＴＦ１１と、基準光源部１２と、モニタ用ＡＯＴＦ１３と、受光部１４と、制御部１５とによって構成される。また、光源となる素子の温度依存性に対応した制御を行う温度制御部１６を備えている。

ＡＯＴＦサブシステム１０は、制御部１５からＡＯＴＦ１１に入力したＲＦ制御信号（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）により特定の波長の信号光のみを出力させるというＡＯＴＦの波長選択機能と、基準光源部１２からの基準光を用い、ＲＦ制御信号と選択波長の対応関係を記憶し、線形のＲＦ制御信号−選択光波長特性を導き出すことで光信号の選択精度を向上させる機能とを併せ持った構成となっている。このような構成により、多重化された光信号（λａ〜λｈ）をＡＯＴＦサブシステム１０に入力すると、選択された波長の光信号（λｄ）のみを選択して出力できるようになる。

図１０は、ＡＯＴＦの構造を示す図である。図１０を用いてＡＯＴＦ１１における波長選択の動作を説明する。なお、ＡＯＴＦ１１とモニタ用ＡＯＴＦ１３は、同一の素子構造であるが、用途にあわせて異なるポートへ入力を行うものであり、個別に記載した。ＡＯＴＦ１１は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃
）基板に作成した回路中に偏光ビームスプリッタ（以下、「ＰＢＳ」という）２０と、くし形電極２１と、ＳＡＷ導波路２２を備えた構成となっている。

くし形電極２１にＲＦ制御信号を印加するとＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：弾性表面波）が励起される。ＳＡＷが伝搬している直線のＳＡＷ導波路２２内では、音響光学効果により特定の波長の偏波が回転する。このとき回路の交差部に集積化されたＰＢＳ２０が偏光に無依存で動作することにより、入力光（λａ〜λｈ）を選択光（λｄ）と、非選択光（λａ，λｂ，λｃ，λｅ，λｆ，λｇ，λｈ）に分け、それぞれを異なるポートへ導くことができる。選択光の波長は、くし形電極２１に印加されるＲＦ制御信号の周波数に依存し、複数のＲＦ制御信号を入力すれば複数の選択光を得ることができる。以上のような原理を用いてＡＯＴＦ１１による波長選択を行うことができる（例えば、下記非特許文献１参照。）。

基準光源部１２としては、広い発光スペクトルを有するＬＥＤを用いて構成したものが開示されている（例えば、下記特許文献１〜３参照。）。

特開平３−２３３４２５号公報 特開平６−１２０６０５号公報 特開平１０−２６２０３１号公報 近間 輝美、"フォトニックネットワーク"、［ｏｎｌｉｎｅ］、１９９９年７月、雑誌ＦＵＪＩＴＳＵ、［平成１６年１１月１９日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｍａｇａｚｉｎｅ．ｆｕｊｉｔｓｕ．ｃｏｍ／ｉｎｄｅｘ２．ｈｔｍｌ〉

しかしながら、従来のＡＯＴＦサブシステム１０における基準光源部１２の光源素子としては、一つの素子につき一つの波長のみを出力するという特性からＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ＦｅｅｄＢａｃｋ）−ＬＤが用いられていた。このＤＦＢ−ＬＤは、受光部１４において出力波形のピークが顕著であり、制御部１５におけるピーク検出が容易であるという長所をもつ反面、温度依存性や経時劣化による光源の信頼性の低下、価格が高価である、等の問題点を有しており、ＤＦＢ−ＬＤに変わる素子を用いて基準光源部１２を構成したい要望があった。なお、基準光源部１２としてＬＥＤを用いただけでは、出力波形のピークを検出することができず、ＬＥＤをそのままＡＯＴＦサブシステムに適用することはできない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、信頼性が高く、安価に実現できる基準光源部を有した波長選択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に、本発明は、一対の同様な音響光学型波長可変フィルタの一方を波長選択用とし、他方をモニタ用とし、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタに対して特定の波長光を入力する基準光源と、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタを透過した光の強度を検出する受光手段と、前記受光手段により検出された前記光の強度に基づいて、前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタに対し、入力された波長光の中から選択した任意の波長光を透過させる所定周波数の制御信号を出力する制御手段と、を備えた波長選択装置において、前記基準光源は、少なくとも２つの透過帯域を有する光フィルタと、前記光フィルタの前記少なくとも２つの透過帯域のピーク間隔以上の波長帯域の光を出力する発光素子と、前記制御手段は、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタに前記制御信号を印加する制御信号印加手段と、前記制御信号印加手段によって印加した前記制御信号と、当該制御信号に対応する前記受光手段による読み取り値に基づいて、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタに対し前記基準光源から入力された少なくとも２つの波長光の波長を検出する波長検出手段と、前記制御信号印加手段によって印加した前記制御信号の周波数と、当該制御信号を印加したときに前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタを透過した透過光の前記受光手段による読み取り値との対応を示す透過特性を求め、前記透過特性から前記読み取り値に含まれる雑音部分と前記読み取り値の頂点部分を抽出し、抽出した前記雑音部分と前記頂点部分の値の和を１／２にした値を識別点として算出し、前記透過特性上の前記識別点に位置する２つの制御信号の周波数を求め、当該２つの制御信号の周波数の中間に位置する周波数（以下、ピーク周波数という）を求める周波数特定手段と、前記波長検出手段によって検出された前記少なくとも２つの波長光の波長と、前記少なくとも２つの波長光に対応した前記ピーク周波数に基づいて、前記任意の波長光を透過させる前記制御信号の周波数を導く１次式を算出する制御信号周波数算出手段と、前記制御信号周波数算出手段により算出した前記１次式を記憶する記憶手段と、前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタに入力された光のなかから前記任意の波長光を透過させるため、前記記憶手段に記憶された前記１次式に基づいて前記任意の波長光を透過させる前記所定周波数の制御信号を導き出し、前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタへ印加する制御信号出力手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成によれば、基準光源として用いる発光素子から出力された光は、光フィルタにより２つの透過帯域を有して透過しモニタ用の音響光学素子に入力される。制御手段は、基準光源から出力される２つの波長光の波長を用いて任意の波長光に対応した周波数の制御信号を前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタに出力する。これにより、簡易な基準光源を用いていながら波長光の波長に対応した周波数の制御信号を得ることができるようになる。

本発明にかかる波長選択装置および波長選択方法によれば、汎用の光部品を用いて基準光源部を構成することができ、高い信頼性を有し、経時劣化が少ない波長選択装置を安価に提供できるという効果を奏する。

図１は、本実施例における波長選択装置の構成を示す図である。 図２は、一般的な基準光源部からの出力スペクトルを示す図である。 図３は、本実施例における基準光源部からの出力スペクトルを示す図である。 図４は、本実施例におけるピークの検出動作を示すフローチャートである。 図５は、ＲＦ制御信号の周波数とＰＤの読み取り値の関係を示す図表である。 図６は、ＲＦ制御信号周波数−透過波長特性を示す図表である。 図７は、実施例で用いた光フィルタの一例の透過特性を示す図表である。 図８は、ＰＤ入力時の光信号のパワーごとのＰＤの読み取り値を示す図表である。 図９は、従来のＡＯＴＦサブシステムの構成を示す図である。 図１０は、ＡＯＴＦの構造を示す図である。

符号の説明

１００ 波長選択装置
１０１ ＡＯＴＦ
１０２ 基準光源部
１０３ モニタ用ＡＯＴＦ
１０４ 受光部
１０５ 制御部
１０６ 温度制御部
１０７ ＬＥＤ
１０８ 光フィルタ

以下に、本発明にかかる波長選択装置および波長選択方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本実施例における波長選択装置の構成を示す図である。本実施例において波長選択装置を実現する波長選択装置１００は、波長選択を行うＡＯＴＦ１０１と、基準光源部１０２と、モニタ用ＡＯＴＦ１０３と、受光部１０４と、制御部１０５と、温度制御部１０６とによって構成される。

ＡＯＴＦ１０１と、モニタ用ＡＯＴＦ１０３は、モジュール化された一つのＡＯＴＦモジュールであるが、ＡＯＴＦ１０１とモニタ用ＡＯＴＦ１０３では、それぞれ独立した入出力用ポートを有しているため個別に記載した。ＡＯＴＦ１０１は、外部からの入力光である多重化信号光（λａ〜λｈ）を任意の波長の光のみを選択して出力光（λｄ）として外部に出力させるものであり、波長選択装置１００の主機能部として用いている。

このＡＯＴＦ１０１によって選択される光の波長は、制御部１０５から印加されるＲＦ制御信号の周波数に依存するため、高精度に任意の波長の光を選択するためには、ＲＦ制御信号の周波数と、選択される光の波長との関係を導き出す必要がある。ＲＦ制御信号の周波数とＡＯＴＦ１０１によって選択される光の波長との関係は、線形の１次式として表すことができる。

したがって、モニタ用ＡＯＴＦ１０３に既知の波長の光を入力し、この既知の波長の光が選択光としてモニタ用ＡＯＴＦ１０３を透過するためのＲＦ制御信号の周波数の値を求める。このように、２つ以上の既知の波長の光に関し、モニタ用ＡＯＴＦ１０３を透過させるための周波数値から、任意の波長の光がモニタ用ＡＯＴＦ１０３を透過するためのＲＦ制御信号の周波数を算出するための１次式を求める。

モニタ用ＡＯＴＦ１０３を用いて求めた１次式は、制御部１０５に格納され、ＡＯＴＦ１０１に入力された多重化信号光から任意の選択光を出力させるためのＲＦ制御信号の周波数を設定する際に用いる。

基準光源部１０２は、広帯域な波長の光を出力するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１０７と、複数の透過域を有する光フィルタ１０８からなる。例えば汎用のＳＬＥＤ（Ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ−ＬＥＤ）を用いることができる。ＳＬＥＤは、例えば１５２０ｎｍ〜１５９０ｎｍという広帯域において−４０ｄＢｍ以上の光出力を得ることができ、安価である（但し、ｄＢｍ値は、０．１ｎｍレゾリューション（分解能）の光スペクトラムアナライザで観測した時の値である。以下に記す光パワーも同様である。）。また、発光波長はＣバンド帯域の他、設計変更によりＬバンド帯域で用いる波長とすることもできる。この他、励起光源とＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ）を用いて構成することもできる。この基準光源部１０２から出力される基準光は、光フィルタ１０８の有する透過域の数のピークを含んでいる。本実施例では、光フィルタ１０８に２つの透過域をもつファブリペローフィルタ（以下、「ＦＰフィルタ」という）を用いる。これにより、基準光源部１０２は、２つのピーク（波長λ１，λ２）を有した基準光を出力する。

モニタ用ＡＯＴＦ１０３には、基準光が入力されるとともに、制御部１０５からＲＦ制御信号が印加される。このＲＦ制御信号は、周波数可変であり前述したようにＲＦ制御信号の周波数の変化に応じて、ＡＯＴＦ１０１およびモニタ用ＡＯＴＦ１０３を透過する光、つまり選択光の波長が変化する。

モニタ用ＡＯＴＦ１０３を透過した光は、受光部１０４へ入力される。受光部１０４は、受光素子としてＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を備えている。ＰＤは、入力された光の強度に比例した量の電流値を出力する。モニタ用ＡＯＴＦ１０３に入力されているのは、基準光（波長λ１，λ２）のみであるため、λ１およびλ２の光を透過させる周波数のＲＦ制御信号を印加しているとき、ＰＤの電流値もピークを示す。

図２は、一般的な基準光源部からの出力スペクトルを示す図であり、図３は、本実施例における基準光源部からの出力スペクトルを示す図である。横軸は周波数、縦軸は出力レベルである。図２に示すように光源素子として２つのＤＦＢ−ＬＤを用いた基準光源部１２（図９参照）から出力される基準光は、鋭利な出力スペクトルを示し、受光部１４（図９参照）において高精度にピークを検出することができる。検出したピークは、基準光（波長λ１，λ２）であるから、このときのＲＦ制御信号と、波長λ１，λ２との関係から、任意の波長の光信号を透過させるときのＲＦ制御信号を導き出し、ＡＯＴＦ１０１へ印加するＲＦ制御信号として用いることにより高精度な波長選択が可能となる。

本発明における基準光源部１０２から出力される基準光は、図３に示すように、光フィルタ１０８（図１参照）の透過特性により切り出された出力スペクトルであるため、半値幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ−Ｍａｘｉｍｕｍ）が広い。このままでは、受光部１０４において正確にピークを見極めることはできない。

この半値幅とは、波形のピーク振幅の２分の１の高さにおける横の広がり幅のことであり、ここでは、光フィルタ１０８の透過能を表す値として用いる。半値幅が狭いほどピークの検出が容易であり、図２に示すような出力スペクトルの基準光であれば、半値幅が極めて狭く、ピークの検出が容易であるが、本実施例のように基準光源部１０２がＬＥＤ１０７と光フィルタ１０８で構成されている場合の半値幅は、光フィルタ１０８の有する透過能に依存するため、光フィルタ１０８の性能までしか半値幅を狭めることができない。また、現在のところＤＦＢ−ＬＤのようなピークを出力できる透過特性を有した光フィルタは存在しない。したがって、本発明の実施例では、ある程度の半値幅をもったピークであっても基準光に対応したピークを正確に検出するために、以下に説明する方法を用いる。

図４は、本実施例におけるピークの検出動作を示すフローチャートである。図４を用いて、本実施例におけるピークの検出動作を説明する。まず、基準光源部１０２からモニタ用ＡＯＴＦ１０３へ基準光（波長λ１，λ２）を入力する（ステップＳ４０１）。

つぎに、制御部１０５において、モニタ用ＡＯＴＦ１０３へ印加されているＲＦ制御信号の周波数と、受光部１０４のＰＤの読み取り値との関係を記憶する（ステップＳ４０２）。このステップでは、基準光（波長λ１，λ２）が入力されている状態にあるモニタ用ＡＯＴＦ１０３に制御部１０５から、周波数を変化させながらＲＦ制御信号が印加され、モニタ用ＡＯＴＦ１０３を透過した光は受光部１０４へ入力される。受光部１０４内にはＰＤが備えられており、このＰＤの読み取り値を制御部１０５へ送る。ＰＤの読み取り値とは、ＰＤが光を受けたときに流れる電流値のことである。光の強度とＰＤの電流量は比例するため、電流値は、そのまま相対的な光強度を表すことになる。よって、制御部１０５が、印加したＲＦ制御信号の周波数と、周波数に対応したＰＤの読み取り値の関係を記憶することは、基準光を透過させるための周波数を求めるためのデータの蓄積を行っていることとなる。

つぎに、ＲＦ制御信号の周波数とＰＤの読み取り値の関係から、２つのピーク（Ｐ１，Ｐ２）を抽出し、記憶する（ステップＳ４０３）。図５は、ＲＦ制御信号の周波数とＰＤの読み取り値の関係を示す図表である。横軸は制御部１０５から印加したＲＦ制御信号の周波数（Ｈｚ）を表し、縦軸は受光部１０４におけるＰＤの読み取り値を相対的に表す。ステップＳ４０２の動作により制御部１０５には、図５に示すような関係が記録されている。ＰＤの読み取り値には、純粋なモニタ用ＡＯＴＦ１０３から透過した光のみならずＰＤの素子自体の雑音や、他のポートからの漏れ光により発生した雑音も含まれている。ステップＳ４０３では、制御部１０５に記憶されたＲＦ制御信号の周波数とＰＤの読み取り値の関係から、まずノイズレベルＰｎｉｏｓｅを定め、つぎにＰＤの読み取り値のなかから２つのピーク（Ｐ１，Ｐ２）を抽出し、記憶する。

引き続き、制御部１０５では、ステップＳ４０３で記憶したＰｎｏｉｓｅと、ピーク値Ｐ１，Ｐ２を用いて基準光（波長λ１，λ２）に対応する真のピークを検出するため、下記の式（１），（２）を用いてピーク値Ｐ１とＰ２のそれぞれの波形から識別点となるＰ１ａ（識別点）と、Ｐ２ａ（識別点）を求める（ステップＳ４０４）。

Ｐ１ａ（識別点）＝（Ｐ１＋Ｐｎｏｉｓｅ）／２ …（１）
Ｐ２ａ（識別点）＝（Ｐ２＋Ｐｎｏｉｓｅ）／２ …（２）

そして、ステップＳ４０４で求めたＰ１ａ（識別点）と、Ｐ２ａ（識別点）を制御部１０５に記憶してあるＲＦ制御信号の周波数と、ＰＤの読み取り値の関係に当てはめ、Ｐ１ａ（識別点）でのＲＦ制御信号の周波数ｆ１ｌ，ｆ１ｈと、Ｐ２ａ（識別点）でのＲＦ制御信号の周波数ｆ２ｌ，ｆ２ｈを求める（ステップＳ４０５）。これらｆ１ｌ，ｆ１ｈと、ｆ２ｌ，ｆ２ｈは、図５に示すように、識別点Ｐ１ａ，Ｐ２ａそれぞれの波形上に位置する２つ（短波長ｆ１ｌ，ｆ２ｌ側と長波長ｆ１ｈ，ｆ２ｈ側）のＲＦ制御信号の値である。

つぎに、ステップＳ４０５で求めたｆ１ｌ，ｆ１ｈと、ｆ２ｌ，ｆ２ｈから、下記の式（３），（４）を用いて、基準光（波長λ１，λ２）に対応した真のピークを透過させたＲＦ制御信号の周波数ｆ１，ｆ２を求め（ステップＳ４０６）、ピークの検出動作は終了する。なお、実験から、半値幅０．８ｎｍ以下の光フィルタ１０８であれば、このピークの検出の方法によって正確にピークを検出できることが確認されている。

ｆ１＝（ｆ１ｌ＋ｆ１ｈ）／２ …（３）
ｆ２＝（ｆ２ｌ＋ｆ２ｈ）／２ …（４）

図６は、ＲＦ制御信号周波数−透過波長特性を示す図表である。縦軸は、ＲＦ制御信号周波数（Ｈｚ）を表し、横軸は、透過波長（ｎｍ）を表す。基準光（波長λ１，λ２）と、基準光（波長λ１，λ２）がモニタ用ＡＯＴＦ１０３を透過するためのＲＦ制御信号の周波数ｆ１，ｆ２が定まったことからＲＦ制御信号周波数−透過波長特性を表す１次直線が求まる。この１次直線は、下記の式（５）で求めることができる。この１次直線から任意の波長λ３の光信号を透過させるためのＲＦ制御信号の周波数ｆ３を設定することができる。式（５）に示す１次直線は、制御部１０５に設けられた図示しない記憶部に記憶される。

ｆ３＝（ｆ２−ｆ１）／（λ２−λ１）×（λ３−λ１）＋ｆ１ …（５）

したがって、図１中の波長選択装置１００において、Ｉｎから入力された多重化光信号（λａ〜λｈ）のうち選択した波長（図示する例ではλｄ）の光信号のみをＯｕｔから出力するためには、多重化光信号が入力されるＡＯＴＦ１０１に対し制御部１０５は、波長λｄに対応したＲＦ制御信号を印加すればよい。このとき印加するＲＦ制御信号の周波数は、基準光（波長λ１，λ２）を用いて導き出した上記の式（５）を記憶部から読み出して用いればよい。また、複数の波長の光信号を出力したい場合には、上記の式（５）を用いて求めた複数のＲＦ制御信号を印加すればよい。このように、２つの基準光の値と、この基準光を透過させるための制御信号の周波数の値との組み合わせによって、透過する波長光と、制御信号の周波数の関係を表す１次式の傾きと切片を求めた後、任意の波長光λ３を１次式である上記の式（５）の変数として入力し、この任意の波長光を透過させるための制御信号の周波数ｆ３を算出する。

図７は、実施例で用いた光フィルタの一例の透過特性を示す図表である。縦軸は、透過損失（ｄＢ）を表し、横軸は、透過する光の波長（ｎｍ）を表す。図示のように、この光フィルタ１０８は、２つのピークを有する透過特性を有している。この光フィルタ１０８は、多層膜型のＦＰフィルタ（例えば、サンテック株式会社製；特開２００４−１３８７９８および特開２００４−１７７６５８参照。）であり、ＦＳＲ（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒｏ−Ｒａｎｇｅ）：６０ｎｍ、透過損失：５ｄＢ以下、Ｃバンド抑圧比：１５ｄＢ以上、半値幅０．５ｎｍ以下という特性を有している。この光フィルタ１０８の透過特性を示したのが図７である。ＦＳＲは、波形のピーク間隔を表す値で、半値幅と同様に光フィルタ１０８の透過能を表す要素の一つである。

通常、基準光（波長λ１，λ２）には、伝送を行う光信号の波長帯域と異なる波長の光を利用し、なおかつ２つの基準光が光信号の波長帯域を挟むような配置となる波長である必要がある。また、現在の光ネットワークにおいては、主にＣバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）波長の光が用いられており、例示した光フィルタ１０８のようにＣバンドを挟み込むような位置となる波長の光を出力できるような特性が求められる。そのため、ＬＥＤ１０７から入力されるレーザ光の波長帯域は、光フィルタ１０８のＦＳＲ幅以上でなければならない。また、近年ではＣバンドに加え、さらに波長の長いＬバンド（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）の利用も進められており、このような広帯域の多重化信号光に対応させる場合は、ＣバンドとＬバンド両方を挟むような広いＦＳＲ幅を有した光フィルタ１０８および、そのＦＳＲ幅以上の波長帯域のＬＥＤ１０７を用いる。

図８は、ＰＤ入力時の光信号のパワーごとのＰＤの読み取り値を示す図表である。この図８を用いて基準光を構成するＬＥＤ１０７（図１参照）の性能の検討を行う。図８の横軸は制御部１０５からの制御信号周波数（ｋＨｚ）を表し、縦軸は受光部１０４におけるＰＤ読み取り値（光の相対強度）を表す。ＰＤへの入力時の基準光のパワー（入力パワー）の値ごとにＰＤの読み取り値の波形にも変化が生じる。図８の結果と実験データから考慮して、ピークの判別が可能な波形を得るには、−６５ｄＢｍ以上入力パワーが必要である。先に述べたように本実施例の光フィルタ１０８（ＦＰフィルタ）の透過損失は、５ｄＢ以下、ＡＯＴＦ１０３の透過損失は、最悪で５ｄＢであることから、ＰＤへの入力時に−６５ｄＢｍ以上の入力パワーをもつためのＬＥＤ１０７の出力パワーは、−５５ｄＢｍ以上であればよい。

以上述べたように、本実施例における基準光源部１０２を構成するＬＥＤ１０７は、最低でも一つのバンド（Ｃバンド、Ｌバンド等）に対応するため、出力レーザの帯域幅が３０ｎｍ以上、出力パワーが−５５ｄＢｍ以上であればよい。また光フィルタ１０８については、最低でも一つのバンドを挟み込むような基準光を生成するため、ＦＳＲが３０ｎｍ以上であり、ピークを検出するために半値幅は０．８ｎｍ以下とすることが望ましい。

このような条件の要求は、一般的なＬＥＤ素子や光フィルタを用いて満足させることができるものであり、この発明の波長選択装置１００は、従来のＡＯＴＦサブシステムより安価に製造できる。また、光フィルタ１０８は、受動素子であるため、経時劣化が起こらない。また、ＬＥＤ１０７も、ＤＦＢ−ＬＤと比較して端面劣化が少なく、また、精密な波長制御が要求されないため経時劣化の要因が少なく長寿命である。以上のことから、基準光源部１０２全体として高い信頼性を有し、安定した性能を維持できるものである。

以上説明したように、本実施例による波長選択装置および波長選択方法によれば、波長選択に必要な基準光源を安価な部品を用いて構成でき、信頼性の高い波長選択装置を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる波長選択装置および波長選択方法は、高い信頼性が求められるフォトニックネットワークの構成要素として有用であり、特に、メトロネットワークにおける光分岐挿入ノードに適している。

Claims (6)

1. 一対の同様な音響光学型波長可変フィルタの一方を波長選択用とし、他方をモニタ用とし、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタに対して特定の波長光を入力する基準光源と、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタを透過した光の強度を検出する受光手段と、前記受光手段により検出された前記光の強度に基づいて、前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタに対し、入力された波長光の中から選択した任意の波長光を透過させる所定周波数の制御信号を出力する制御手段と、を備えた波長選択装置において、
   前記基準光源は、少なくとも２つの透過帯域を有する光フィルタと、
   前記光フィルタの前記少なくとも２つの透過帯域のピーク間隔以上の波長帯域の光を出力する発光素子と、
   前記制御手段は、
   前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタに前記制御信号を印加する制御信号印加手段と、
   前記制御信号印加手段によって印加した前記制御信号と、当該制御信号に対応する前記受光手段による読み取り値に基づいて、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタに対し前記基準光源から入力された少なくとも２つの波長光の波長を検出する波長検出手段と、
   前記制御信号印加手段によって印加した前記制御信号の周波数と、当該制御信号を印加したときに前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタを透過した透過光の前記受光手段による読み取り値との対応を示す透過特性を求め、前記透過特性から前記読み取り値に含まれる雑音部分と前記読み取り値の頂点部分を抽出し、抽出した前記雑音部分と前記頂点部分の値の和を１／２にした値を識別点として算出し、前記透過特性上の前記識別点に位置する２つの制御信号の周波数を求め、当該２つの制御信号の周波数の中間に位置する周波数（以下、ピーク周波数という）を求める周波数特定手段と、
   前記波長検出手段によって検出された前記少なくとも２つの波長光の波長と、前記少なくとも２つの波長光に対応した前記ピーク周波数に基づいて、前記任意の波長光を透過させる前記制御信号の周波数を導く１次式を算出する制御信号周波数算出手段と、
   前記制御信号周波数算出手段により算出した前記１次式を記憶する記憶手段と、
   前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタに入力された光のなかから前記任意の波長光を透過させるため、前記記憶手段に記憶された前記１次式に基づいて前記任意の波長光を透過させる前記所定周波数の制御信号を導き出し、前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタへ印加する制御信号出力手段と、
   を備えることを特徴とする波長選択装置。
2. 前記制御信号周波数算出手段は、前記波長検出手段によって検出された前記少なくとも２つの波長光のうち、２つの波長光の波長と、当該２つの波長光を透過させるための前記ピーク周波数の値との組み合わせによって、前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタを透過する波長光の波長と、前記制御信号の周波数の関係を表す前記１次式の傾きと切片を求め、前記任意の波長光の波長を前記１次式の変数として入力し、前記任意の波長光を透過させるための前記所定周波数の制御信号を算出することを特徴とする請求項１に記載の波長選択装置。
3. 前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１または２に記載の波長選択装置。
4. 前記光フィルタは、多層膜型のファブリ・ペローフィルタであることを特徴とする請求項１または２に記載の波長選択装置。
5. 前記音響光学型波長可変フィルタは、単一の素子上に前記モニタ用のポートと、前記波長選択用のポートとが独立して設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の波長選択装置。
6. 一対の同様な音響光学型波長可変フィルタの一方を波長選択用とし、他方をモニタ用とし、少なくとも２つの透過帯域を有する光フィルタと、前記光フィルタの前記少なくとも２つの透過帯域のピーク間隔以上の波長帯域の光を出力する発光素子と、を備え、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタに対して特定の波長光を入力する基準光源と、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタを透過した光の強度を検出する受光手段と、前記受光手段により検出された前記光の強度に基づいて、前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタに対し、入力された波長光の中から選択した任意の波長光を透過させる所定周波数の制御信号を出力する制御手段と、を備えた波長選択装置の波長選択方法において、
   前記制御手段により実行される制御工程は、
   前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタに前記制御信号を印加する制御信号印加工程と、
   前記制御信号印加工程によって印加した前記制御信号と、当該制御信号に対応する前記受光手段による読み取り値に基づいて、前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタに対し前記基準光源から入力された少なくとも２つの波長光の波長を検出する波長検出工程と、
   前記制御信号印加工程によって印加した前記制御信号の周波数と、当該制御信号を印加したときに前記モニタ用の音響光学型波長可変フィルタを透過した透過光の前記受光手段による読み取り値との対応を示す透過特性を求め、前記透過特性から前記読み取り値に含まれる雑音部分と前記読み取り値の頂点部分を抽出し、抽出した前記雑音部分と前記頂点部分の値の和を１／２にした値を識別点として算出し、前記透過特性上の前記識別点に位置する２つの制御信号の周波数を求め、当該２つの制御信号の周波数の中間に位置する周波数（以下、ピーク周波数という）を求める周波数特定工程と、
   前記波長検出工程によって検出された前記少なくとも２つの波長光の波長と、前記少なくとも２つの波長光に対応した前記ピーク周波数に基づいて、前記任意の波長光を透過させる前記制御信号の周波数を導く１次式を算出する制御信号周波数算出工程と、
   前記制御信号周波数算出工程により算出した前記１次式を記憶手段に記憶する記憶工程と、
   前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタに入力された光のなかから前記任意の波長光を透過させるため、前記記憶手段に記憶された前記１次式に基づいて前記任意の波長光を透過させる前記所定周波数の制御信号を導き出し、前記波長選択用の音響光学型波長可変フィルタへ印加する制御信号出力工程と、
   を含むことを特徴とする波長選択方法。

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