JPH08251105A

JPH08251105A - 波長監視装置

Info

Publication number: JPH08251105A
Application number: JP7244953A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Koga; 正文古賀; Mitsuhiro Tejima; 光啓手島; Hitoshi Obara; 仁小原; Kenichi Sato; 健一佐藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 1996-09-27
Anticipated expiration: 2015-09-22
Also published as: JP3189199B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】所定の波長間隔（周波数間隔）で多重された
波長多重光の各波長を高確度かつ厳密に弁別でき、さら
に光集積化に適し、耐振動性に富む波長監視装置。【解決手段】基準光源Ｒと、波長多重光Ｗの波長間隔
に対応する周期的な透過中心波長を有するアレイ導波路
格子１２と、その２つの出力ポートから出力される基準
波長光のレベル比からゼロ交差波長に対する基準波長光
の波長誤差信号を出力する第１の波長誤差検出手段１
８，１９，２０と、波長誤差信号Ｓｄに応じてゼロ交差
波長を基準波長光の波長に安定化する制御手段２１と、
アレイ導波路格子の２つの出力ポートから出力される波
長多重光の各波長の信号光に対するレベル比を検出して
波長多重光の各波長誤差信号を出力する第２の波長誤差
検出手段１８−ｉ，１９−ｉとを備える。ゼロ交差波長
とは、アレイ導波路格子の隣接出力ポートからの出力光
の強度が等しくなる波長である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重通信にお
ける波長監視回路、あるいは波長多重光源の安定化回路
の波長弁別器として好適な波長監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】波長多重通信で使用される光源は、主に
半導体レーザであが、その発振波長は、エージングや温
度変化によって変動する。そのため、複数の半導体レー
ザの波長を同時に、かつ正確に測定する装置が必要であ
る。

【０００３】波長多重光の各波長を監視する従来の波長
監視装置は、掃引型光フィルタ（例えば掃引型ファブリ
ペロー干渉計）の透過中心波長を時間的に掃引し、波長
誤差を時間領域に変換して波長弁別を行う構成になって
いる。

【０００４】図１は、従来の波長監視装置の構成例を示
す（水落，その他，「２電極ＭＱＷＤＦＢ−ＬＤを用
いた６２２Ｍｂｉｔ／ｓ−１６ｃｈＦＤＭコヒーレン
ト光伝送システム」，信学論Ｂ−Ｉ，Ｖｏｌ．Ｊ７７−
Ｂ−Ｉ，Ｎｏ．５，ｐｐ．２９４−３０３，１９９
４）。

【０００５】図において、基準波長光Ｒと波長多重光Ｍ
は、光カプラ７１で多重されて掃引型ファブリペロー干
渉計７２に入力される。掃引型ファブリペロー干渉計７
２は、発振器７５に同期した鋸波発生器７６で発生する
鋸波（図２（ａ））で掃引され、その透過中心波長に一
致する波長の光が光検出器７３に受光される。光検出器
７３の出力パルス（図２（ｂ））は、微分器７８でその
ピーク位置が微分検出され（図２（ｃ））、サンプリン
グ回路７９でそのピーク位置に対応するサンプリングパ
ルス（図２（ｄ））に変換される。このサンプリングパ
ルスと発振器７５の出力信号（図２（ｅ））は同期検波
器８０に入力され、その出力がサンプルホールド回路８
１に入力される。鋸波と発振器７５の出力信号は同期し
ているので、サンプリングパルスで発振器７５の出力信
号の位相を検波し、サンプルホールド回路８１でその検
波出力を保持することにより誤差信号（図２（ｆ））を
得ることができる。セレクタ７４は、基準波長光Ｒおよ
び波長多重光Ｍの各波長と、掃引型ファブリペロー干渉
計７２の透過中心波長との相対誤差信号を順次切り替え
て出力する。

【０００６】基準波長光Ｒに対応する誤差信号は、加算
器７７で鋸波発生器７６から出力される鋸波に加算して
掃引型ファブリペロー干渉計７２に印加され、基準波長
光Ｒに対応する光検出器７３の出力パルスの位置が規定
の位置にくるように制御される。これにより、掃引型フ
ァブリペロー干渉計７２の透過中心波長を基準波長光Ｒ
の波長に安定化することができ、周辺温度の変動に対す
る温度補償機能をもたせることができる。

【０００７】また、波長多重光Ｍの各波長に対応する誤
差信号を波長多重光Ｍの各光源に負帰還し、その注入電
流または温度を制御することにより波長多重光Ｍの波長
安定化を図ることができる。

【０００８】以上示した従来構成に用いられる掃引型フ
ァブリペロー干渉計は、圧電素子によって共振器長を掃
引する機構が必要であるものの、比較的簡単な光学回路
で実現できる。また、掃引型ファブリペロー干渉計の透
過中心波長および通過帯域幅を適宜選択することによ
り、所望の分解能で広範囲の波長変化を監視できる利点
がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来構成で
は、掃引型ファブリペロー干渉計の圧電素子に印加する
電圧に対して、圧電素子の変位量および透過中心波長が
比例するものとしている。しかし、実際には図３（Ａ）
に示すように、圧電素子の変位量は印加電圧に比例せ
ず、ヒステリシスを有する。したがって、圧電素子の変
位量に対応する透過中心波長を等間隔に設定しようとす
ると、印加電圧は等間隔（Ｖ₁ 〜Ｖ₆ ）にならず、図３
（Ｂ）に破線で示す補正電圧（Ｖ₂ ′〜Ｖ₄ ′）を印加
する必要があった。

【００１０】すなわち、従来構成のように掃引電圧が鋸
波による直線的な波形では、透過中心波長を正しく掃引
することができない。したがって、掃引とサンプリング
が同一クロックに同期した従来構成では、広範囲な波長
範囲で厳密な波長弁別が困難であり、任意の波長間隔で
多重された波長多重光の高確度な監視が不可能であっ
た。

【００１１】また、ファブリペロー干渉計を用いた構成
では、基準波長光の波長を基準に波長多重光の各波長変
化を相対的に監視することができるが、基準波長光の波
長が厳密に安定化されていないために絶対波長の測定が
困難であった。

【００１２】本発明は、所定の波長間隔（周波数間隔）
で多重された波長多重光の各波長を高確度に弁別するこ
とができ、さらに光集積化に適する波長監視装置を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、あらかじめ定められた波長を有する基準
波長光に基づいて、複数のチャネルの透過中心波長を制
御しつつ、前記チャネルから出力される波長多重光の個
々の信号光Ｓｋ（ｋ＝１−Ｎ：Ｎは正の整数）の波長誤
差を同時に監視する波長監視装置であって、前記基準波
長光および波長多重光が入力されたときに、前記基準波
長光の少なくとも一部を出力する少なくとも１つの第１
のチャネルと、前記信号光Ｓｋについて、少なくともそ
の一部を出力する少なくとも１つの第２のチャネルとを
備えたアレイ導波路格子と、前記第１のチャネルから出
力された基準波長光を検出する第１の受光手段と、前記
第２のチャネルから出力された信号光Ｓｋを検出する第
２の受光手段と、前記第１の受光手段の出力に基づい
て、前記第１のチャネルの透過中心波長を安定化する制
御手段と、前記第２の受光手段の出力に基づいて、前記
信号光Ｓｋの波長誤差を表す誤差信号を出力する波長誤
差検出手段とを具備することを特徴とする。

【００１４】前記制御手段は、前記第１のチャネルか
ら、変調された基準波長光が出力されるような変調を与
える変調手段と、前記第１の受光手段の出力信号を同期
検波する第１の同期検波器と、前記第１の同期検波器の
出力に基づいて、前記基準波長光の波長の波長誤差を検
出する第１の検出器とを備え、前記第１の検出器の出力
に基づいて、前記第１のチャネルの透過中心波長を安定
化してもよい。

【００１５】前記アレイ導波路格子は、前記基準波長光
に対応する２つの前記第１のチャネルと、前記信号光Ｓ
ｋに対応する２つの前記第２のチャネルとを有し、前記
波長監視装置はさらに、前記第１のチャネルから出力さ
れた２つの出力光の強度を比較する第１の比較手段と、
前記第２のチャネルから出力された２つの出力光の強度
を比較する第２の比較手段とを具備し、前記制御手段
は、前記第１の比較手段の出力に基づいて、前記第１の
チャネルの透過中心波長を安定化し、前記波長誤差検出
手段は、前記第２の比較手段の出力に基づいて、前記信
号光Ｓｋの波長誤差を検出してもよい。

【００１６】前記制御手段は、前記基準波長光に対応す
る前記第１のチャネルの設定透過中心波長と、前記基準
波長光の波長との差異を示すオフセット信号を出力する
オフセット回路を有し、前記基準波長光の波長と、前記
第１のチャネルの実際の透過中心波長との誤差に、前記
オフセット量を加算し、この加算結果に基づいて前記第
１のチャネルの透過中心波長が、設定透過中心波長に一
致するように制御してもよい。

【００１７】前記変調手段は、前記アレイ導波路格子の
各チャネルを同時に変調してもよい。

【００１８】前記変調手段は、前記基準波長光および前
記波長多重光を変調し、変調された信号を、前記アレイ
導波路格子の少なくとも１つのチャネルに入力してもよ
い。

【００１９】前記波長誤差検出手段は、前記第２の受光
手段の出力信号を同期検波する第２の同期検波器と、前
記第２の同期検波器の出力に基づいて、前記波長多重光
の信号光Ｓｋの波長誤差を検出する第２の検出器とを具
備してもよい。

【００２０】前記波長監視装置は、さらに、前記波長多
重光および前記基準波長光を、前記アレイ導波路格子の
１つのチャネルに同時に入力する入力手段を有してもよ
い。

【００２１】前記波長監視装置は、さらに、前記波長多
重光と、前記基準波長光とを、前記アレイ導波路格子の
別個のチャネルに、それぞれ入力する入力手段を有して
もよい。

【００２２】前記波長監視装置は、さらに、前記波長多
重光および前記基準波長光を多重化した信号を分岐し
て、前記アレイ導波路格子の別個のチャネルに、同時に
入力する入力手段を有してもよい。

【００２３】前記２つの第１のチャネルは、互いに隣接
するチャネルであり、前記２つの第２のチャネルも、互
いに隣接するチャネルであってもよい。

【００２４】前記２つの第１のチャネルは、互いにＦＳ
Ｒ（Free Spectral Range ）だけ離れたチャネルであ
り、前記２つの第２のチャネルも、互いにＦＳＲだけ離
れたチャネルであってもよい。

【００２５】前記第１の比較手段は対数増幅器であり、
前記第２の比較手段も対数増幅器であってもよい。

【００２６】前記第１の比較手段は、Ａ／Ｄ変換器およ
びデジタルシグナルプロセッサを有し、前記第２の比較
手段も、Ａ／Ｄ変換器およびデジタルシグナルプロセッ
サを有してもよい。

【００２７】前記第１の比較手段は差動受光器であり、
前記第２の比較手段も差動受光器であってもよい。

【００２８】本発明は、複数の波長の信号光を多重した
波長多重光が入力され、各波長の信号光を分波する光分
波器と、所定の波長に安定化された基準波長光を出力す
る基準光源と、前記波長多重光の波長間隔に対応する周
期的な透過中心波長を有し、かつ波長に対して位相が反
転した２つの出力を得るマッハツェンダ干渉計を複数個
アレイ化し、それぞれの透過特性を一体に制御するマッ
ハツェンダ干渉計アレイと、前記マッハツェンダ干渉計
アレイ内の１つのマッハツェンダ干渉計の２つの出力端
から出力される前記基準波長光に対する透過光を受光
し、各受光信号のレベル比を検出してマッハツェンダ干
渉計のゼロ交差波長に対する基準波長光の波長誤差信号
を出力する第１の波長誤差検出手段と、前記波長誤差信
号に応じて前記マッハツェンダ干渉計のゼロ交差波長を
制御し、ゼロ交差波長を前記基準波長光の波長に安定化
する制御手段と、前記マッハツェンダ干渉計アレイの各
マッハツェンダ干渉計の２つの出力端から出力される前
記波長多重光の各波長の信号光に対する透過光を受光
し、各受光信号のレベル比を検出して波長多重光の各波
長誤差信号を出力する第２の波長誤差検出手段とを備え
たことを特徴とする。

【００２９】本発明は、複数の波長の信号光を多重した
波長多重光が入力され、所定の掃引信号によって掃引さ
れる透過中心波長に対応する波長の信号光を順次出力す
る可変光フィルタと、所定の波長に安定化された基準波
長光を出力する基準光源と、前記波長多重光の波長間隔
に対応する周期的な透過中心波長を有し、かつ波長に対
して位相が反転した２つの出力を得るマッハツェンダ干
渉計を２個配置し、それぞれの透過特性を一体に制御す
るマッハツェンダ干渉計アレイと、前記マッハツェンダ
干渉計アレイ内の一方のマッハツェンダ干渉計の２つの
出力端から出力される前記基準波長光に対する透過光を
受光し、各受光信号のレベル比を検出してマッハツェン
ダ干渉計のゼロ交差波長に対する基準波長光の波長誤差
信号を出力する第１の波長誤差検出手段と、前記波長誤
差信号に応じて前記マッハツェンダ干渉計のゼロ交差波
長を制御し、ゼロ交差波長を前記基準波長光の波長に安
定化する制御手段と、前記マッハツェンダ干渉計アレイ
の他方のマッハツェンダ干渉計の２つの出力端から出力
される前記波長多重光の各波長の信号光に対する透過光
を受光し、各受光信号のレベル比を検出して波長多重光
の各波長誤差信号を出力する第２の波長誤差検出手段と
を備えたことを特徴とする。

【００３０】前記可変光フィルタに代えて、複数の波長
の信号光を多重した波長多重光が入力され各波長の信号
光を分波する光分波器と、分波された各波長の信号光を
順次出力する光スイッチとを備えてもよい。

【００３１】前記可変光フィルタまたは光分波器と光フ
ィルタによって分波される信号光の偏波と基準波長光の
偏波とを直交させ、前記信号光と前記基準波長光とを合
波して１つのマッハツェンダ干渉計に入力する直交偏波
合波手段と、前記マッハツェンダ干渉計の２つの出力端
から出力される透過光をそれぞれ入力し、前記信号光に
対する透過光と前記基準波長光に対する透過光に直交偏
波分離して後段の第１の波長誤差検出手段および第２の
波長誤差検出手段に送出する２つの直交偏波分波手段と
を備えてもよい。

【００３２】前記第１の波長誤差検出手段および第２の
波長誤差検出手段は、マッハツェンダ干渉計の２つの出
力端に対応する受光信号のレベル差を検出して波長誤差
信号とする構成であってもよい。

【００３３】本発明によれば、まず基準波長光の相対波
長誤差がゼロになるようにアレイ導波路格子の基準チャ
ネルの透過中心波長あるいは交差波長を制御することに
より、その透過中心波長あるいは交差波長を基準波長光
の波長に安定化する。一方、アレイ導波路格子の周期的
な透過中心波長あるいは交差波長の相対精度は極めて高
いので、基準チャネルの透過中心波長あるいは交差波長
を基準波長光の波長に安定化することにより、アレイ導
波路格子全体の透過特性を安定化することができる。そ
の上で、波長多重光の各波長の相対波長誤差を検出する
ことにより、確度が高く安定した波長弁別動作が可能と
なる。

【００３４】さらに、本発明の波長監視装置は、所定の
波長に安定化された基準波長光にマッハツェンダ干渉計
のゼロ交差波長を制御することにより、絶対波長に同期
した波長弁別動作が可能となる。

【００３５】波長多重光の各波長弁別は、マッハツェン
ダ干渉計のゼロ交差波長との相対波長誤差を検出して行
う。請求項１８の波長監視装置では、光分波器を用いて
波長多重光を各波長の信号光に分波してマッハツェンダ
干渉計アレイに入力する。請求項１９の波長監視装置で
は、透過中心波長が掃引される可変光フィルタを用い、
波長多重光を各波長の信号光を時分割的に分波してマッ
ハツェンダ干渉計に入力する。請求項２０の波長監視装
置では、可変光フィルタを光分波器と光スイッチに置き
換え、同様に波長多重光を各波長の信号光を分波してマ
ッハツェンダ干渉計に入力する。請求項２１の波長監視
装置では、請求項１９または請求項２０の構成で分波さ
れた各波長の信号光と基準波長光の偏波状態を直交さ
せ、それらを分波して１つのマッハツェンダ干渉計に入
力し、その出力光を直交偏波分離してそれぞれの波長誤
差を検出する。

【００３６】請求項１８〜２１の波長監視装置では、マ
ッハツェンダ干渉計の２つの出力レベル比を用いて、マ
ッハツェンダ干渉計のゼロ交差波長を基準波長光の波長
に安定しながら、波長多重光の波長誤差を高確度で弁別
することができる。

【００３７】請求項２２の波長監視装置では、マッハツ
ェンダ干渉計の２つの出力レベル差からゼロ交差波長と
の相対波長誤差を検出することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】

（第１実施例）図４は、本発明による波長監視装置の第
１実施例の構成を示す。

【００３９】図において、基準波長光（波長λ₀ ）と監
視対象の波長多重光（波長λ₁ 〜λ_n ）は、光カプラ１
１で多重されてアレイ導波路格子１２の所定の入力導波
路に入力される。アレイ導波路格子１２は、基板３１上
に形成した入力用導波路アレイ３２、入力側コンケイブ
スラブ導波路３３、導波路長差ΔＬで順次長くなる複数
本の導波路からなるアレイ導波路３４、出力側コンケイ
ブスラブ導波路３５、出力用導波路アレイ３６を順次接
続した構成である。本実施例ではアレイ導波路３４にヒ
ータ１３が取り付けられる。発振器１４から出力される
参照信号Ｓａは電流回路１５に入力され、ヒータ１３の
温度を制御する。

【００４０】アレイ導波路格子１２の出力導波路＃０〜
＃ｎには、光検出器１６−０，１６−ｉ（ｉは１〜ｎ）
が接続される（図５（Ａ））。光検出器１６−０，１６
−ｉの出力は、それぞれ増幅器１７−０，１７−ｉを介
して位相比較器１８−０，１８−ｉに接続される。位相
比較器１８−０，１８−ｉには、発振器１４から出力さ
れる参照信号Ｓａが入力され、その出力はそれぞれロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）１９−０，１９−ｉに入力され
る。ローパスフィルタ１９−０の出力は積分器２０−０
に入力される。積分器２０−０の出力には温度制御回路
２１が接続される。温度制御回路２１は、アレイ導波路
格子１２の温度を調整するペルチェクーラ２２を制御す
る。

【００４１】図６は、温度制御回路２１の構成を示すブ
ロック図である。図において、符号１２Ｔは、アレイ導
波路格子１２の温度を検出するサーミスタである。サー
ミスタ１２Ｔの出力は、温度制御回路２１内のサーミス
タブリッジ回路２１１に送られる。サーミスタブリッジ
回路２１１は、サーミスタ１２Ｔの抵抗値から、アレイ
導波路格子１２の温度に対応する温度信号ＴＳを出力
し、比較器２１２へ供給する。比較器２１２の他方の入
力端子には、基準電圧源２１３から、基準電圧ＲＶが供
給されている。比較器２１２は、温度信号ＴＳと基準電
圧ＲＶとを比較し、実測温度と設定温度との誤差信号Ｔ
Ｅを出力する。誤差信号ＴＥは、あらかじめ設定された
時定数を有するループフィルタ２１４に供給される。ル
ープフィルタ２１４は、誤差信号ＴＥを温度制御信号Ｔ
Ｃに変換する。

【００４２】一方、基準波長光に関する波長誤差信号Ｓ
ｄは、加算回路２１５に供給される。この波長誤差信号
Ｓｄは、基準波長光の波長と、基準波長光のチャネルの
透過中心波長との波長誤差である。一方、透過中心波長
の設定値と基準波長光の波長との間に、予め設定したオ
フセットがある場合には、波長誤差信号Ｓｄとオフセッ
ト信号ＦＳとの和が、設定透過中心波長と実際の透過中
心波長との誤差となる。加算回路２１５は、オフセット
回路２１６から供給されたオフセット信号ＦＳと、波長
誤差信号Ｓｄとを加算し、誤差信号ＥＳを次の加算回路
２１７に供給する。加算回路２１７は、誤差信号ＥＳと
温度制御信号ＴＣとの差をとり、ペルチェ素子駆動回路
２１８を介して、ペルチェクーラ２２を制御する。この
ように、アレイ導波路格子１２の設定透過中心波長と基
準波長光の波長とのずれ量を示すオフセット信号を用い
ることによって、設定透過中心波長と異なる波長の基準
波長光を用いて制御することが可能となる。

【００４３】なお、図５（Ｂ）に示すように、アレイ導
波路格子１２の出力導波路＃１〜＃ｎに接続される光検
出器以下の構成を１セットとし、光スイッチ２３を用い
て切り替えて接続するようにしてもよい。

【００４４】ここで、アレイ導波路格子１２の機能につ
いて説明する。

【００４５】所定の入力用導波路アレイ３２から入射さ
れた光は、入力側コンケイブスラブ導波路３３において
回折により広がり、その回折面と垂直に配置された導波
路アレイ３４に導かれる。導波路アレイ３４は、各導波
路が導波路長差ΔＬで順次長くなっているので、各導波
路を伝搬して出力側コンケイブスラブ導波路３５に到達
した光には導波路長差ΔＬに対応する位相差が生じてい
る。この位相差は波長（光周波数）により異なるので、
出力側コンケイブスラブ導波路３５のレンズ効果で出力
用導波路アレイ３６の入力端に集光する際に、波長ごと
に異なる位置に集光する。

【００４６】このように、アレイ導波路格子１２は光分
波器として機能させることができる。その透過特性は、
図７に示すように出力導波路に対応して各透過中心波長
が所定の間隔に並ぶ。なお、入力導波路の位置を１つず
らすと、透過中心波長と出力導波路の対応関係が１チャ
ネルずつ巡回的にずれる。

【００４７】本実施例では、導波路アレイ３４を加熱す
るヒータ１３の温度を参照信号Ｓａに応じて変化させ
る。これにより、アレイ導波路格子１２の透過特性を波
長軸上で微小振動させることができる（図８，図１０
（Ａ）および図１０（Ｂ）参照）。その振動に応じて得
られる光強度の変化を同期検波することにより、透過中
心波長との相対的な波長誤差を検出することができる。
この原理に基づいて、まず基準波長光の波長にアレイ導
波路格子１２の透過特性を安定化する。

【００４８】図８および図９は、第１実施例における基
準波長光の波長弁別と透過特性の安定化動作を説明する
図である。

【００４９】基準波長光は、アレイ導波路格子１２の出
力導波路＃０から出射されて光検出器１６−０に受光さ
れ、その受光信号Ｓｂが増幅器１７−０で増幅されて位
相比較器１８−０に入力される。このとき、出力導波路
＃０の透過中心波長は、基準波長光の波長λ₀ に対し
て、図８および図９に示す状態［１］、状態［２］、状
態［３］のいずれかの関係にある。

【００５０】出力導波路＃０の透過中心波長が基準波長
光の波長λ₀ に対して短波長側になる状態［３］では、
受光信号Ｓｂは参照信号Ｓａと同じ周波数と位相の信号
となり、長波長側になる状態［１］では参照信号Ｓａと
同じ周波数で位相がπずれた信号となる。また、両者が
一致する状態［２］では、受光信号Ｓｂは参照信号Ｓａ
の２倍の周波数の信号となる。このような受光信号Ｓｂ
を位相比較器１８−０で参照信号Ｓａによって同期検波
し、ローパスフィルタ１９−０で微小振動成分を除去
し、信号成分を抽出することにより、基準波長光の波長
λ₀ と出力導波路＃０の透過中心波長との相対波長誤差
に対応した誤差信号Ｓｃを得ることができる。誤差信号
Ｓｃは、状態［３］では正となり、状態［１］では負と
なり、状態［２］では０となる。

【００５１】この誤差信号Ｓｃを積分器２０−０で時間
積分することにより制御信号Ｓｄが得られ、これを温度
制御回路２１およびペルチェクーラ２２を介してアレイ
導波路格子１２に負帰還する。アレイ導波路格子１２
は、ペルチェクーラ２２による温度制御によっても透過
特性が変化する。これにより、相対波長誤差をゼロにす
るループが働き、アレイ導波路格子１２の出力導波路＃
０の透過中心波長を基準波長光の波長λ₀ に安定化する
ことができる。

【００５２】一方、アレイ導波路格子１２の各出力導波
路＃０〜＃ｎの透過中心波長の相対精度は極めて高いの
で、出力導波路＃０の透過中心波長を安定化することに
より、アレイ導波路格子全体の透過特性を安定化するこ
とができる。

【００５３】ここで、アレイ導波路格子１２の出力導波
路＃１〜＃ｎの透過中心波長が、監視対象の波長多重光
の各波長λ₁ ，λ₂ ，…，λ_n になるように設計する
と、各出力導波路の出力光から同様の同期検波により波
長多重光の各波長誤差を検出することができる。なお、
波長多重光の各波長は等間隔でもよいし、不等間隔であ
ってもよい。アレイ導波路格子１２はいずれの場合にも
対応できる。

【００５４】図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、第１
実施例における波長多重光の波長弁別動作を説明する図
である。

【００５５】アレイ導波路格子１２の透過特性は、基準
波長光の波長λ₀ に安定化されている。したがって、位
相比較器１８−１〜１８−ｎにおける同期検波により検
出される誤差信号は、波長多重光の各波長λ₁ 〜λ_n と
出力導波路＃１〜＃ｎの透過中心波長との相対波長誤差
に対応したものとなる。

【００５６】たとえば、波長λ₁ の信号光が短波長側に
揺らいだ［１］の状態は、図８および図９に示す出力導
波路＃０の透過中心波長が基準波長光の波長λ₀ に対し
て長波長側になる状態［１］と等価である。また、波長
λ₁ の信号光が長波長側に揺らいだ［３］の状態は、出
力導波路＃０の透過中心波長が基準波長光の波長λ₀に
対して短波長側になる状態［３］と等価である。したが
って、出力導波路＃１の透過中心波長λ₁ に対応する
［２］の状態を中心に、波長の揺らぎに応じた誤差信号
を同期検波によって得ることができる。なお、波長多重
光の各波長誤差に対応する誤差信号は、波長誤差量とし
て数値化してもよく、また波長多重光の各光源の波長制
御回路へフィードバックして安定化を図るようにしても
よい。

【００５７】このように、本実施例の波長監視装置は、
アレイ導波路格子１２の各出力導波路の透過中心波長の
相対精度の高さを利用し、１つの透過中心波長を基準波
長光の波長λ₀ に安定化することにより、監視対象の波
長多重光の波長誤差を高確度に弁別することができる。

【００５８】ところで、本実施例では、基準波長光と波
長多重光を多重してアレイ導波路格子１２の所定の入力
導波路に入射しているが、基準波長光と波長多重光を別
の入力導波路から入射してもよい。上述したように、入
力導波路をシフトすることにより出力導波路が巡回的に
シフトするので、基準波長光を別の入力導波路から入射
して出力導波路＃０から基準波長光を出力させるには、
基準波長光の波長λ₀を波長多重光の１つの波長と同じ
にすればよい。たとえば、図５（Ａ）の波長配置におい
て、基準波長光の波長をλ₁ （またはλ_n ）とした場合
には、基準波長光の入力導波路を波長多重光の入力導波
路の隣にすればよい。このように、アレイ導波路格子１
２を用いることにより、基準波長光の波長λ₀ を波長多
重光で使用される波長を含めて任意に設定することがで
きる。なお、これについては、後で詳細に説明する。

【００５９】（第２実施例）図１１は、本発明による波
長監視装置の第２実施例の構成を示す。

【００６０】第１実施例ではアレイ導波路格子１２の透
過特性を参照信号Ｓａで変調したが、本実施例はアレイ
導波路格子１２の入射光を参照信号Ｓａで位相変調ある
いは周波数変調することを特徴とする。

【００６１】図において、光カプラ１１とアレイ導波路
格子１２との間に位相変調器あるいは周波数変調器２４
を配置し、発振器１４から出力される参照信号Ｓａを位
相変調器あるいは周波数変調器２４に与え、基準波長光
および波長多重光を位相変調あるいは周波数変調する。
その他の構成および波長誤差検出原理は第１実施例と同
じである。ただし、本実施例では、アレイ導波路格子１
２の透過特性を一定とし、基準波長光および波長多重光
を波長軸上で微小振動させ、その振動に応じて得られる
光強度の変化（受光信号Ｓｂ）を同期検波し、透過中心
波長との相対的な波長誤差を検出する。したがって、誤
差信号Ｓｃの符号は第１実施例の場合とは反対の意味を
もつ。

【００６２】図１２および図１３は、第２実施例におけ
る波長弁別と透過特性の安定化動作を説明する図であ
る。

【００６３】出力導波路＃０の透過中心波長は、基準波
長光の波長λ₀ に対して、状態［１］、状態［２］、状
態［３］のいずれかの関係にある。出力導波路＃０の透
過中心波長が基準波長光の波長λ₀ に対して長波長側に
なる状態［１］では、受光信号Ｓｂは参照信号Ｓａと同
じ周波数と位相の信号となり、短波長側になる状態
［３］では参照信号Ｓａと同じ周波数で位相がπずれた
信号となる。また、両者が一致する状態［２］では、受
光信号Ｓｂは参照信号Ｓａの２倍の周波数の信号とな
る。このような受光信号Ｓｂを位相比較器１８−０で参
照信号Ｓａによって同期検波し、ローパスフィルタ１９
−０で変調周波数成分を除去し、信号成分を抽出するこ
とにより、基準波長光の波長λ₀ と出力導波路＃０の透
過中心波長との相対波長誤差に対応した誤差信号Ｓｃを
得ることができる。誤差信号Ｓｃは、状態［１］では正
となり、状態［３］では負となり、状態［２］では０と
なる。この誤差信号Ｓｃを積分器２０−０で時間積分し
て得た制御信号Ｓｄでペルチェクーラ２２を制御するこ
とにより、相対波長誤差をゼロにするループが働き、ア
レイ導波路格子１２の出力導波路＃０の透過中心波長を
基準波長光の波長λ₀ に安定化することができる。

【００６４】波長多重光の波長弁別動作も同様である。
すなわち、アレイ導波路格子１２の透過特性は基準波長
光の波長λ₀ に安定化されるので、位相比較器１８−１
〜１８〜ｎにおける同期検波により検出される誤差信号
は、波長多重光の各波長λ₁〜λ_n と出力導波路＃１〜
＃ｎの透過中心波長との相対波長誤差に対応したものと
なる。

【００６５】（第３実施例）図１４（Ａ）は、本発明の
第３実施例の構成を示す。

【００６６】図において、基準波長光（波長λ₀ ）と監
視対象の波長多重光（波長λ₁ 〜λ_n ）は、光カプラ１
１で多重されてアレイ導波路格子１２の所定の入力導波
路に入力される。アレイ導波路格子１２の出力導波路＃
０〜＃２ｎ＋１には、隣接する２つの出力導波路ごとに
バランスト受光素子２５−０，２５−ｉ（ｉは〜ｎ）が
接続される（図１５（Ａ））。バランスト受光素子２５
−０，２５−ｉの出力は、それぞれ増幅器１７−０，１
７−ｉに入力される。増幅器１７−０の出力は、積分器
２０−０に入力される。積分器２０−０の出力には温度
制御回路２１が接続される。温度制御回路２１は、アレ
イ導波路格子１２の温度を調整するペルチェクーラ２２
を制御する。

【００６７】なお、図１５（Ｂ）に示すように、アレイ
導波路格子１２の出力導波路＃２〜＃２ｎ＋１に接続さ
れるバランスト受光素子以下の構成を１セットとし、光
スイッチ２３−１，２３−２を用いて切り替えて接続す
るようにしてもよい。

【００６８】本実施例の特徴は、図１６（Ａ）に示すよ
うに、隣接する透過特性の交差点（交差波長）が基準波
長光の波長λ₀ に一致するように透過特性を安定化し、
波長多重光の各波長弁別を行うところにある。アレイ導
波路格子１２の透過特性をこのように設定した場合に
は、図１６（Ｂ）に示すように、基準波長光の光強度は
出力導波路＃０，＃１の間にガウス分布の形状（ガウシ
ャンビーム）で広がる。このガウシャンビームと出力導
波路＃０，＃１との結合は、図中斜線で示す両者の重な
り部分で生じる。したがって、透過特性が長波長側ある
いは短波長側に変動すると、基準波長光の波長λ₀ との
相対波長誤差に応じて出力導波路＃０，＃１に結合する
光強度が不均等になり、両者の差が誤差信号として検出
される。

【００６９】図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）は、第３
実施例における基準波長光の波長弁別および透過特性の
安定化動作を説明する図である。

【００７０】出力導波路＃０，＃１の透過特性は、基準
波長光の波長λ₀ に対して、状態［１］、状態［２］、
状態［３］のいずれかの関係にある。透過特性が基準波
長光の波長λ₀ に対して長波長側になる状態［１］で
は、出力導波路＃０に結合される光強度が大きくなり、
短波長側になる状態［３］では出力導波路＃１に結合さ
れる光強度が大きくなる。また、両者が一致する状態
［２］では、出力導波路＃０，＃１に光強度が均等に結
合される。したがって、出力導波路＃０，＃１に接続さ
れるバランスト受光素子２５−０の各受光信号Ｓａ０，
Ｓａ１は、状態［１］，［２］，［３］に応じて変化す
る。バランスト受光素子２５−０は、各受光信号Ｓａ
０，Ｓａ１の差分を誤差信号Ｓｃとして出力するので、
誤差信号Ｓｃは状態［３］で正電圧を示し、状態［１］
で負電圧を示し、状態［２］では０となる。この誤差信
号Ｓｃを積分器２０−０で時間積分して得た制御信号Ｓ
ｄでペルチェクーラ２２を制御することにより、相対波
長誤差をゼロにするループが働き、アレイ導波路格子１
２の透過特性を基準波長光の波長λ₀ に安定化すること
ができる。

【００７１】波長多重光の波長弁別動作も同様である。
すなわち、アレイ導波路格子１２の透過特性は基準波長
光の波長λ₀ に安定化されるので、各バランスト受光素
子２５−１〜２５−ｎから出力される誤差信号は、波長
多重光の各波長λ₁ 〜λ_n と透過特性との相対波長誤差
に対応したものとなる。

【００７２】なお、本実施例ではバランスト受光素子と
増幅器を用いた構成を示したが、図１４（Ｂ）に示すよ
うに、２つの出力導波路にそれぞれ光検出器１６−１，
１６−２を接続し、各受光信号を差動増幅器２６で処理
するようにしても同様の作用・効果が得られる。

【００７３】ところで、本実施例では、アレイ導波路格
子１２の隣接する出力導波路の光強度の差から波長誤差
を検出する。しかし、図１６（Ｂ）に示すように出力導
波路間ピッチを理想的にゼロにはできないので、その間
の光強度成分が有効に活用されず、出力導波路に結合さ
れる光強度が小さくなる。すなわち、交差波長における
透過強度が小さくなる。この問題点を解決する構成を以
下に示す。

【００７４】（第４実施例）図１８は、本発明の第４実
施例の構成を示す。

【００７５】図において、基準波長光（波長λ₀ ）と監
視対象の波長多重光（波長λ₁ 〜λ_n ）は、２×２光カ
プラ２７で多重されてアレイ導波路格子１２の２つの入
力導波路に入力される。一方の入力導波路から入力され
た基準波長光および波長多重光に対して、アレイ導波路
格子１２の出力導波路＃０〜＃ｎに波長λ₀ の基準波長
光および波長λ₁ 〜λ_n の信号光がそれぞれ出力され
る。また、他方の入力導波路から入力された基準波長光
および波長多重光に対して、アレイ導波路格子１２の出
力導波路＃ｎ＋１〜＃２ｎ＋１に波長λ₀ の基準波長光
および波長λ₁ 〜λ_n の信号光がそれぞれ出力される。
各波長に対応する２つの出力導波路ごとにバランスト受
光素子２５−０，２５−ｉ（ｉは１〜ｎ）が接続される
（図１９（Ａ））。バランスト受光素子２５−０，２５
−ｉの出力は、それぞれ増幅器１７−０，１７−ｉに入
力される。増幅器１７−０の出力は、積分器２０−０に
入力される。積分器２０−０の出力には温度制御回路２
１が接続される。温度制御回路２１は、アレイ導波路格
子１２の温度を調整するペルチェクーラ２２を制御す
る。

【００７６】なお、図１９（Ｂ）に示すように、アレイ
導波路格子１２の出力導波路＃１〜＃ｎ、＃ｎ＋２〜＃
２ｎ＋１に接続されるバランスト受光素子以下の構成を
１セットとし、光スイッチ２３−１，２３−２を用いて
切り替えて接続するようにしてもよい。

【００７７】本実施例の特徴とするところは、出力導波
路＃０〜＃ｎと出力導波路＃ｎ＋１〜＃２ｎ＋１の間隔
を調整することにより、図２０に示すように各波長に対
応する２つの出力導波路に光強度の半分ずつを結合させ
るところにある。たとえば、出力導波路＃０には基準波
長光（λ₀ ）の短波長側の半分、出力導波路＃ｎ＋１に
は基準波長光（λ₀ ）の長波長側の半分が結合するよう
に設計する。これは、出力導波路＃ｎと＃ｎ＋１との間
隔を、図２０に示すように６Δλとし、出力導波路＃０
の透過中心波長をλ₀ −Δλ、出力導波路＃ｎ＋１の透
過中心波長をλ₀ ＋Δλとするものである。ただし、Δ
λは波長多重光の波長間隔の１／４である。逆に、出力
導波路＃０には基準波長光（λ₀ ）の長波長側の半分、
出力導波路＃ｎ＋１には基準波長光（λ₀ ）の短波長側
の半分が結合するようにしてもよい。波長多重光の波長
λ₁ 〜λ_n の信号光についても同様である。このよう
に、出力導波路＃０〜＃ｎの各導波路間隔を４Δλ、出
力導波路＃ｎ＋１〜＃２ｎ＋１の各導波路間隔も４Δλ
としているのに対し、出力導波路＃ｎと＃ｎ＋１との間
隔を６Δλとした点が本実施例の特徴である。いいかえ
れば、通常の出力導波路間隔を多重波長光の波長間隔
（４Δλ）としているのに対して、出力導波路群Ｉ（＃
０〜＃ｎ）とII（＃ｎ＋１〜＃２ｎ＋１）との間隔を、
波長多重光の波長間隔（４Δλ）より、さらに半波長間
隔分（２Δλ）シフトし、その１．５倍（６Δλ）とし
た点を特徴としている。

【００７８】このような透過特性が、温度揺らぎにより
例えばΔλが大きくなる方向にシフトすると、出力導波
路＃０への結合強度が小さくなり、出力導波路＃ｎ＋１
への結合強度が大きくなる。この両者の差を第３実施例
と同様にして検出してペルチェクーラ２２を制御するこ
とにより、相対波長誤差をゼロにするループが働き、ア
レイ導波路格子１２の透過特性を基準波長光の波長λ₀
に安定化することができる。

【００７９】波長多重光の波長弁別動作も同様である。
すなわち、アレイ導波路格子１２の透過特性は基準波長
光の波長λ₀ に安定化されるので、各バランスト受光素
子２５−１〜２５−ｎから出力される誤差信号は、波長
多重光の各波長λ₁ 〜λ_n と透過特性との相対波長誤差
に対応したものとなる。

【００８０】上記実施例は、図２１（Ａ）に示すよう
に、入力導波路（ａ），（ｂ）に、基準波長光と波長多
重光とを多重化して入射し、出力導波路＃０〜＃ｎに分
波波長群Ｉ、出力導波路＃ｎ＋１〜＃２ｎ＋１に分岐波
長群IIを得るものであった。

【００８１】しかしながら本実施例は、このような構成
に限定されない、たとえば、図２１（Ｂ）に示すよう
に、出力導波路＃０〜＃ｎに０次光（回折次数ｎ）、出
力導波路＃ｎ＋１〜＃２ｎ＋１に１次光（回折次数ｎ＋
１）などの光を取り出せるように設計することも可能で
ある。ただし、この場合にはバランスト受光素子に変え
て差動増幅器２６を用い、０次光と１次光の出力強度差
を補正して波長弁別処理を行う。また、出力導波路群を
さらに増やして、ＦＳＲの数倍用意し、０次光および１
次光の他に、２次光（回折次数ｎ＋２）などの光を取り
出せるようにすることも可能である。この場合も各次数
の出力導波路群の間隔は、波長多重光の波長間隔の１．
５倍（６Δλ）とすることが特徴である。なお、以上の
各実施例では波長多重光の波長弁別について説明した
が、光周波数弁別についても同様に説明することができ
る。

【００８２】（第５実施例）図２２および図２３は、本
発明による波長監視装置の第５実施例を示すブロック図
である。この第５実施例が、図１４（Ａ）に示す第３実
施例と異なる点は、第３実施例が、隣接出力ポートの出
力の差をとっているのに対して、本実施例では、出力の
比をとっている点である。そのために、本実施例では、
対をなす受光素子１６−ｉａ，１６−ｉｂの出力を、対
数増幅器４０−ｉの第１入力端および第２入力端にそれ
ぞれ供給している。対数増幅器４０−ｉは、２つの入力
信号を対数変換した後で、それらの差をとっている。し
たがって、本実施例では、隣接出力ポートの出力の比が
波長誤差信号として出力される。

【００８３】本実施例のアレイ導波路格子（ＡＷＧ）１
２は、１６×１６のアレイ導波路格子であり、各隣接チ
ャネルの透過中心波長間隔は１ｎｍである。したがっ
て、ＦＳＲ(Free Spectral Range) は、１６ｎｍとな
る。ただし、入力ポートとしては、中央の８ポートのみ
を使用している。アレイ導波路格子１２の各チャネルの
透過中心波長は、波長多重光と基準波長光との多重波の
入力ポートの位置によって変化する。

【００８４】図２４（Ａ）は、図２２に対応する図であ
り、波長多重光と基準波長光との多重波を、入力ポート
＃１から入力した場合の、アレイ導波路格子１２の透過
特性を示すグラフである。図２４（Ａ）の横軸は波長、
縦軸は透過率を表す。この図から分かるように、出力ポ
ート番号が１だけ大きくなると、その透過中心波長は１
ｎｍだけ長波長側にシフトする。そのため、各出力ポー
トは、図２２に示すように、番号が増えるにしたがっ
て、長波長側の対数増幅器に接続されている。すなわ
ち、出力ポート＃１および＃２は、対をなす受光素子１
６−１ａおよび１６−１ｂを介して、最短波長側の対数
増幅器４０−１（出力＃Ｇ）の第１入力端および第２入
力端に接続されている。同様に、出力ポート＃３および
＃４は、対をなす受光素子１６−２ａおよび１６−２ｂ
を介して、対数増幅器４０−２（出力＃Ｆ）の第１入力
端および第２入力端に接続されている。以下、同様の接
続が繰り返され、出力ポート＃１３および＃１４は、受
光素子１６−７ａおよび１６−７ｂを介して、最長波長
側の対数増幅器４０−７（出力＃Ａ）の第１入力端およ
び第２入力端に接続されている。さらに、出力ポート＃
１５および＃１６は、基準波長光用の出力ポートであ
り、受光素子１６−０ａおよび１６−０ｂを介して、対
数増幅器４０−０（出力＃Ｈ）の第１入力端および第２
入力端にそれぞれ接続されている。

【００８５】一方、図２４（Ｂ）は、図２３に対応する
図であり、波長多重光と基準波長光との多重波を、＃７
の入力ポートから入力した場合の透過特性を示すグラフ
である。入力ポート番号を１ずつ増やしていくと、出力
ポートは、１ｎｍずつ長波長側にシフトしていく。した
がって、入力ポートを、＃１から＃７に変更すると、出
力ポート＃１の透過中心波長は、６ｎｍだけ長波長側に
シフトし、１５４９ｎｍから１５５５ｎｍとなる。その
ため、各出力ポートは、図２３に示すように接続されて
いる。すなわち、出力ポート＃１および＃２は、対数増
幅器４０−４（出力＃Ｄ）の第１入力端および第２入力
端に接続され、出力ポート＃３および＃４は、対数増幅
器４０−５（出力＃Ｃ）の第１入力端および第２入力端
に接続されている。以下、同様の接続が繰り返され、出
力ポート＃１５および＃１６は、対数増幅器４０−３
（出力＃Ｅ）の第１入力端および第２入力端に接続され
ている。また、出力ポート＃９および＃１０が、基準波
長光用の対数増幅器４０−０（出力＃Ｈ）の第１入力端
および第２入力端にそれぞれ接続されている。

【００８６】図２４（Ａ）および図２４（Ｂ）から分か
るように、アレイ導波路格子１２の入出力特性は、周回
性(Periodic Assignment) をもっている。たとえば、図
２４（Ａ）の出力ポート＃１５の出力は、１５４７ｎｍ
および１５６３ｎｍと、ＦＳＲ分（この場合は、１６ｎ
ｍ）だけシフトした波長にも透過中心波長を有する。隣
接した２つの透過中心波長特性曲線が交わる点として定
義される交差波長についても同様である。

【００８７】図２５は、この様子を示す。図２５（Ａ）
〜（Ｈ）は、各対数増幅器４０−７〜４０−０の出力＃
Ａ〜＃Ｈのゼロ交差出力を示している。この図から明ら
かなように、ゼロ交差点は、２ｎｍずつシフトしてい
る。これは、各対数増幅器が、出力ポートを２本ずつ使
用しているためである。

【００８８】このような構成によれば、波長誤差信号
が、２つの出力光の比の形で得られるので、入力光の強
度にばらつきがあっても、精度の高い、安定した波長弁
別を行うことができる。

【００８９】図２６（Ａ）および図２６（Ｂ）は、２つ
の出力ポートからの出力の差をとった場合（図２６
（Ａ））と、比をとった場合（図２６（Ｂ））との違い
を示すグラフである。これらのグラフの横軸は、交差波
長からのずれを正規化した値であり、縦軸は差出力ある
いは比出力を入力強度で正規化した値を示している。こ
れらの図から分かるように、差出力は、光の入力強度Ｐ
０およびＰ０／２に依存して変化するのに対して、比出
力は、入力強度に依存しない一定の特性が得られる。

【００９０】波長多重光の測定レンジは、対数増幅器の
出力が確定し、２つの出力光の比が得られる範囲とな
る。図２６（Ｂ）に示すように、対数増幅器の出力は、
ゼロ交差波長で０となり、この点から離れるにしたがっ
て増加するが、交差波長の前後０．５ｎｍ程度の範囲
を、測定レンジとすることができる。すなわち、測定レ
ンジは、交差波長の前後の直線部分となり、例えば、図
２５（Ｈ）では、１５４７〜１５４８ｎｍの範囲とな
る。

【００９１】また、基準波長光の波長も、対数増幅器４
０−０（出力＃Ｈ）の出力範囲で、任意に設定すること
ができる。すなわち、図６に示すオフセット回路２１６
から出力された、設定交差波長と基準波長光の波長との
差に相当するオフセットを、波長誤差信号に加えること
によって、設定交差波長と異なる波長の基準波長光を用
いることができる。

【００９２】実際、アレイ導波路格子１２の交差波長は
１５４７．５ｎｍに設定されており、半導体レーザ光源
１０から出力される基準波長光の波長１５４７．４８５
ｎｍとの間には、０．０１５ｎｍ（周波数に換算して
１．８ＧＨｚ）の差があるが、オフセットを与えること
によって、この差を補償し、透過中心波長の安定した制
御を可能としている。

【００９３】（第６実施例）図２７は、本発明による波
長監視装置の第６実施例を示すブロック図である。この
実施例が、図２２および図２３に示す第５実施例と異な
る点は、波長多重光と基準波長光とを別々の入力ポート
から入力した点である。すなわち、波長多重光を入力ポ
ート＃５へ入力し、基準波長光を入力ポート＃７へ入力
している。

【００９４】入力ポート＃５へ入力された波長多重光
は、入力ポート＃７に入力した図２２の場合と比較し
て、透過中心波長が２ｎｍだけ、短波長側にシフトす
る。したがって、各交差波長もそれぞれ２ｎｍずつシフ
トする。たとえば、対数増幅器４０−７の出力＃Ａは、
入力ポート＃７からの場合は、交差波長が１５６１．５
ｎｍであるが、入力ポート＃５からの場合は、１５５
９．５ｎｍにシフトする。

【００９５】このような構成によれば、波長多重光の一
つの波長光が、基準波長光の波長と同じであっても、波
長監視が可能である。これらの光は、波長が同じでも、
別の出力ポートから出力されるからである。

【００９６】図２８，図２９，図３０（Ａ）および図３
０（Ｂ）は、これを説明するための図である。波長多重
光と基準波長光とを合波して、図２８の入力ポート＃０
から入力した場合、出力ポート数が入力波長数（１（基
準波長）＋波長多重数）の２倍という制約があると、図
２９のような波長配置となる。すなわち、基準波長とし
て許される波長Ｒｅｆ（ｉ）は、波長多重光の波長領域
に重ならない、ＦＳＲの整数倍の波長域に限定される。

【００９７】一方、図２８に示すように、波長多重光と
基準波長光とを異なる入力ポートから入力する場合に
は、図３０（Ａ）の波長多重光に対して、図３０（Ｂ）
に白四角で示した範囲の基準波長光が許される。また、
図３０（Ｂ）の斜線部は、波長多重光と基準波長光と
を、同一入力ポートから入力した場合に許される基準波
長を示している。したがって、基準波長光の入力ポート
を変更することで、任意の波長の基準波長光を使用する
ことができる。

【００９８】なお、第５および第６実施例においては、
アレイ導波路格子１２の出力ポートからの出力の比をと
るのに、対数増幅器を用いたが、これに限定されない。
たとえば、図３１に示すように、対数増幅器の代わり
に、Ａ／Ｄ変換器４１−０ａ〜４１−７ｂ、ＤＳＰ（デ
ジタルシグナルプロセッサ）４３、およびＤ／Ａ変換器
４５−０〜４５−７を用いても、同様の作用・効果をあ
げることができる。この場合、Ａ／Ｄ変換器４１−０ａ
〜４１−７ｂの入力端は、図２２の受光素子１６−０ａ
〜１６−７ｂの出力端に、それぞれ接続される。

【００９９】また、Ｄ／Ａ変換器４５−０〜４５−７
は、必ずしも必要でなく、デジタル信号の形で得られた
波長誤差信号を出力として用いることもできる。

【０１００】（第７実施例）図３２は、本発明による波
長監視装置を、送信用半導体レーザの波長制御に応用し
た例を示す実施例である。

【０１０１】図において、半導体レーザ５１〜５７から
出力された、波長がλ１〜λ７の光は、合波器９１によ
って合波されて波長多重光となり、光カプラ９２に供給
される。光カプラ９２は、波長多重光の各波長光の一部
を分岐して、波長監視装置９３に供給するとともに、残
りを出力する。波長監視装置９３は、あらかじめ定めら
れた設定波長λ₀₁，λ₀₂，…，λ₀₇と、波長多重光の各
波長光との誤差量λ₁〜λ₀₁，…，λ₇ 〜λ₀₇を出力す
る。この誤差量を半導体レーザ５１〜５７の注入電流制
御回路６１〜６７に負帰還することによって、誤差量を
ゼロにするように制御する。この結果、半導体レーザの
発振波長は、設定値λ₀₁，…，λ₀₇に安定化される。

【０１０２】また、注入電流制御回路の代わりに、半導
体レーザの温度制御回路に負帰還する構成でも実現可能
である。

【０１０３】（第８実施例）図３３は、本発明の第８実
施例の構成を示す。

【０１０４】図において、基準波長光は原子あるいは分
子の吸収線に安定化した波長光である。監視対象の波長
多重光（本実施例では８波多重）は光分波器１１１に入
力されて各波長ごとに分波される。基準波長光および波
長多重光を分波した各波長光は、複数のマッハツェンダ
干渉計１１２を一体化したマッハツェンダ干渉計アレイ
１１３に入力される。各マッハツェンダ干渉計１１２
は、波長に対して位相が反転した２つの強度出力光を出
力し、光検出器１１４でそれぞれ電気信号に変換され
る。１つの波長に対する２つの電気信号は、対数増幅器
（ログアンプ）１１５でそのレベル比がとられ、波長誤
差信号として出力される。基準波長光に対する波長誤差
信号は温度制御回路１１６に入力される。温度制御回路
１１６は、マッハツェンダ干渉計アレイ１１３の温度を
調整するペルチェクーラ１１７を制御する。

【０１０５】ここで、図３４を参照して第８実施例にお
ける波長誤差検出動作について説明する。

【０１０６】図３４（Ａ）は、マッハツェンダ干渉計ア
レイ１１３内の１つのマッハツェンダ干渉計１１２と、
マッハツェンダ干渉計の出力Ａ，Ｂにそれぞれ対応する
光検出器１１４−１，１１４−２と、各光検出器から出
力される電気信号のレベル比をとり波長誤差信号を出力
する対数増幅器１１５を示す。マッハツェンダ干渉計
は、図３４（Ｂ）に示すように波長（あるいは光周波
数）に対して等間隔の透過特性を有し、出力Ａ，Ｂから
出力される光は波長（あるいは光周波数）に対して位相
が反転した特性を示す。なお、実線は出力Ａの透過特
性、破線は出力Ｂの透過特性を示す。図３４（Ｃ）は、
基準波長光（波長λ₀ ）と波長多重光（波長λ₁ ，λ
₂ ，…）の波長配置を示す。波長多重光は、図に示す光
分波器（あるいは後述する可変光フィルタ）の透過特性
に応じて各波長光に分波される。

【０１０７】マッハツェンダ干渉計１１２の出力Ａ，Ｂ
から出力される光のレベル比に応じた波長誤差信号は、
図３４（Ｄ）に示すように入力波長に応じて正の値から
負の値に変化し、出力Ａ，Ｂの透過率が等しく（共に
０．５）なるゼロ交差波長で出力ゼロとなる。すなわ
ち、対数増幅器１１５から出力される波長誤差信号（電
気信号）の極性およびレベルに応じて、入力波長とゼロ
交差波長との相対的な波長誤差を検出することができ
る。

【０１０８】なお、本実施例では、１／２周期ごとのゼ
ロ交差波長と、基準波長光および波長多重光の各波長と
を対応させているので、図３３に示すように、隣接する
波長を弁別するマッハツェンダ干渉計１１２の出力Ａ，
Ｂと、対数増幅器１１５の＋端子および−端子との接続
関係を交互に入れ替える。これにより、図３４（Ｄ）に
示す特性により、すべての波長に対する波長誤差検出が
可能となる。

【０１０９】いま、基準波長光を入力しているマッハツ
ェンダ干渉計に対応する対数増幅器から出力される波長
誤差信号を温度制御回路１１６に入力し、それがゼロに
なるようにペルチェクーラ１１７を制御してマッハツェ
ンダ干渉計アレイ１１３の温度を調整する。これによ
り、マッハツェンダ干渉計の透過特性がシフトし、その
ゼロ交差波長を基準波長光の波長に一致させることがで
きる。このとき、マッハツェンダ干渉計アレイ１１３の
他のマッハツェンダ干渉計の透過特性も同時に制御され
るので、本実施例の構成を基準波長光と同程度の確度を
もた波長弁別器として機能させることができる。すなわ
ち、光分波器１１１で分波された波長多重光の各波長に
ついて、それぞれ対応する所定の波長（ゼロ交差波長）
からの誤差量を高確度に得ることができる。

【０１１０】なお、マッハツェンダ干渉計の透過特性を
制御する他の方法として、例えばリチウムナイオベイト
（ＬｉＮｂＯ₃ ）基板などのように電気光学効果を利用
した透過特性掃引手段に対しては印加電圧に負帰還する
制御回路を用いることができる。以下に示す実施例にお
いても同様である。

【０１１１】また、本実施例では対数増幅器でマッハツ
ェンダ干渉計の２つの透過出力光のレベル比をとってい
るので、入力信号光のパワーが変動しても安定した（入
力光パワーに依存しない）波長弁別が可能である。一
方、入力信号光のパワーが安定している場合には、対数
増幅器に代えて差動増幅器を用いて２つの透過出力光の
レベル差を検出する構成でも同様の波長弁別が可能であ
る。また、差動増幅器の出力を入力光パワーで補正する
構成をとれば、対数増幅器を用いた場合と同様に入力信
号光のパワーが変動しても安定した波長弁別が可能であ
る。以下に示す実施例においても同様である。

【０１１２】（第９実施例）図３５は、本発明の第９実
施例の構成を示す。

【０１１３】本実施例は、第８実施例における光分波器
１１１を可変光フィルタ１２１に置き換え、マッハツェ
ンダ干渉計１１３として２組のマッハツェンダ干渉計を
備えたことを特徴とする。第８実施例では、監視対象の
波長多重光を各波長ごとに空間的に分割して同時に波長
弁別するのに対して、本実施例では所定の周期で透過中
心波長が切り替えられる可変光フィルタ１２１で波長多
重光を時分割で分波して波長弁別する。

【０１１４】図３６は、可変光フィルタ１２１に印加す
る掃引信号を示す。可変光フィルタ１２１に印加する掃
引信号は、その透過中心波長が波長多重間隔に対応して
変化するように調整された多値ステップ信号である。こ
れにより、波長多重光の各波長の信号光（チャネル）を
順次切り替えてマッハツェンダ干渉計に入力することが
できる。

【０１１５】このように、可変光フィルタ１２１の印加
電圧に対する透過中心波長の非直線性を校正する掃引信
号（多値ステップ信号）を用い、可変光フィルタ１２１
の透過中心波長を波長多重間隔で正確に掃引することに
より、各波長の信号光を順次分波することができる。ま
た、第８実施例と同様に、マッハツェンダ干渉計アレイ
１１３のゼロ交差波長が基準波長光の波長に安定化され
るので、マッハツェンダ干渉計アレイ１１３を絶対波長
に同期した波長弁別器として機能させることができる。
したがって、本実施例の可変光フィルタ１２１とマッハ
ツェンダ干渉計アレイ１１３の組み合わせによっても、
監視対象の波長多重光の波長誤差を高確度に弁別するこ
とができる。

【０１１６】（第１０実施例）図３７は、本発明の第１
０実施例の構成を示す。

【０１１７】本実施例は、第９実施例における可変光フ
ィルタ１２１を光分波器１１１と光スイッチ１３１に置
き換えたことを特徴とする。

【０１１８】本実施例は、波長多重光を第８実施例と同
様に光分波器１１１で各波長ごとに分波し、光スイッチ
１３１で各波長の信号光を順次出力してマッハツェンダ
干渉計アレイ１１３の１つのマッハツェンダ干渉計に入
力する。波長弁別動作は第９実施例と同様である。

【０１１９】（第１１実施例）図３８は、本発明の第１
１実施例の構成を示す。

【０１２０】本実施例は、第９実施例または第１０実施
例の構成において、基準波長光の偏波と波長多重光の偏
波を直交させることにより、１つのマッハツェンダ干渉
計で両者の波長弁別を可能にしたことを特徴とする。

【０１２１】波長多重光は、第９実施例に示す可変光フ
ィルタ１２１、または第１０実施例に示す光分波器１１
１と光スイッチ１３１を介して各波長ごとに順次分波し
て出力される。各波長の信号光と基準波長光は、直交偏
波合波手段（例えば偏光ビームスプリッタ）１４１で合
波され、１つのマッハツェンダ干渉計１１２に入力され
る。マッハツェンダ干渉計１１２の出力Ａ，Ｂは、それ
ぞれ直交偏波分離手段（例えば偏光ビームスプリッタ）
１４２−１，１４２−２で偏波分離される。偏波分離さ
れた光は、それぞれ各波長の信号光および基準波長光で
あり、それぞれ波長誤差検出手段（光検出器１１４、対
数増幅器１１５）で波長誤差が検出される。マッハツェ
ンダ干渉計１１２の絶対波長への安定化の制御系は、第
８実施例〜第１０実施例と同様である。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長監視
装置は、周辺温度の変動によるアレイ導波路格子の透過
中心波長の変化にも対応できるので、長期に渡って安定
した波長弁別を行うことができる。

【０１２３】また、アレイ導波路格子の２つの出力導波
路の出力光強度差を比較して波長弁別を行う構成では、
同期検波に必要な電気回路が不要となるので、全体の構
成を簡単にすることができる。

【０１２４】また、アレイ導波路格子は石英系や半導体
のような固体基板上に集積化された光導波路の組み合わ
せにより実現されるので、熱光学効果や電気光学効果を
利用することにより透過特性を極めて安定に制御するこ
とができる。しかも集積化デバイスであるので、小型で
ありかつ大量生産に適するので、波長監視装置のコスト
低減を図ることができる。

【０１２５】また、アレイ導波路格子は掃引型ファブリ
ペロー干渉計の場合と異なり、可動部を必要としない構
成のために機械振動に対して安定である。

【０１２６】また、本発明の波長監視装置では、基準波
長光および波長多重光が等波長間隔で配置されているば
かりでなく、不等間隔の場合でも対応するアレイ導波路
格子を用いることにより波長弁別処理が可能となる。

【０１２７】さらに、基準波長光と波長多重光とを異な
る入力ポートから入力することにより、基準波長光が波
長多重光と一致していても弁別可能である。このよう
に、アレイ導波路格子を用いることにより、任意の波長
間隔で設定された波長多重光および基準波長光を容易に
弁別することができる。

【０１２８】さらに、本発明の波長監視装置は、高精細
に安定化された基準波長光を用い、マッハツェンダ干渉
計アレイまたはマッハツェンダ干渉計のゼロ交差波長と
基準波長の相対波長誤差を負帰還することにより、環境
変化時でも透過特性を高精度に安定化することができ
る。

【０１２９】このようにして安定化されたマッハツェン
ダ干渉計アレイまたはマッハツェンダ干渉計を波長弁別
器として用いることにより、監視対象の波長多重光の各
波長を高確度に監視することができる。また、同一特性
のマッハツェンダ干渉計を同一基板上にアレイ化するこ
とにより、相対波長精度を高くすることができる。さら
に、集積化構造による耐振動性能を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の波長監視装置の一例を示すブロック図で
ある。

【図２】従来の波長監視装置の動作を示す波形図であ
る。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、掃引型ファブリペロー
干渉計の印加電圧と、圧電素子の変位量および透過中心
波長との関係を示すグラフである。

【図４】本発明による波長監視装置の第１実施例を示す
ブロック図である。

【図５】（Ａ）は、第１実施例の要部の構成を示す図、
（Ｂ）は、第１実施例の変形例の要部の構成を示す図で
ある。

【図６】温度制御回路の構成を示すブロック図である。

【図７】アレイ導波路格子の透過特性を示すグラフであ
る。

【図８】第１実施例における基準波長光の波長弁別と、
透過特性の安定化動作とを説明するための図である。

【図９】第１実施例における基準波長光の波長弁別と、
透過特性の安定化動作とを説明するための図である。

【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は、第１実施例における
波長多重光の波長弁別動作を説明するための図である。

【図１１】本発明による波長監視装置の第２実施例を示
すブロック図である。

【図１２】第２実施例における基準波長光の波長弁別
と、透過特性の安定化動作とを説明するための図であ
る。

【図１３】第２実施例における基準波長光の波長弁別
と、透過特性の安定化動作とを説明するための図であ
る。

【図１４】（Ａ）は、本発明による波長監視装置の第３
実施例を示すブロック図、（Ｂ）は、第３実施例におい
てバランスト受光素子および増幅器に代えて、光検出器
および差動増幅器を用いた例を示す図である。

【図１５】（Ａ）は、第３実施例の要部の構成を示す
図、（Ｂ）は、第３実施例の変形例の要部の構成を示す
図である。

【図１６】（Ａ）および（Ｂ）は、第３実施例における
透過特性と、基準波長光との関係を示す図である。

【図１７】（Ａ）および（Ｂ）は、第３実施例における
基準波長光の波長弁別と、透過特性の安定化動作とを説
明するための図である。

【図１８】本発明による波長監視装置の第４実施例を示
すブロック図である。

【図１９】（Ａ）は、第４実施例の要部の構成を示す
図、（Ｂ）は、第４実施例の変形例の要部の構成を示す
図である。

【図２０】第４実施例における波長弁別動作を説明する
ための図である。

【図２１】（Ａ）および（Ｂ）は、第４実施例とその変
形例における入出力状態を示す図である。

【図２２】本発明よる波長監視装置の第５実施例を示す
ブロック図である。

【図２３】本発明よる波長監視装置の第５実施例を示す
ブロック図である。

【図２４】（Ａ）および（Ｂ）は、アレイ導波路格子の
周回性を説明するためのグラフであり、（Ａ）は入力光
を、入力ポート＃１に入力した場合を示し、（Ｂ）は、
入力光を、入力ポート＃７に入力した場合を示してい
る。

【図２５】入力光を、入力ポート＃１に入力したとき
の、各対数増幅器の出力のゼロ交差波長を示すグラフで
ある。

【図２６】（Ａ）は、２つの出力ポートの出力差が、入
力光強度に依存することを示すグラフ、（Ｂ）は、２つ
の出力ポートの出力比が、入力光強度に依存しないこと
を示すグラフである。

【図２７】本発明による波長監視装置の第６実施例を示
すブロック図である。

【図２８】波長多重光を入力ポート＃０から入力し、基
準波長光を別の入力ポートから入力した場合の、出力光
の状態を示す図である。

【図２９】波長多重光と基準波長光とを合波してから入
力した場合の、波長多重光と基準波長光との波長配置を
示す図である。

【図３０】（Ａ）および（Ｂ）は、波長多重光と基準波
長光とを異なる入力ポートに入力した場合の、波長配置
を示す図であり、（Ａ）は、波長多重光の波長配置を示
し、（Ｂ）は、基準波長光の波長配置を示す。

【図３１】第５および第６実施例において、受光器の出
力端に、対数増幅器に代えて、Ａ／Ｄ変換器、ＤＳＰ
（デジタルシグナルプロセッサ）およびＤ／Ａ変換器を
接続したときの構成を示すブロック図である。

【図３２】本発明による波長監視装置を多波長送信用半
導体レーザに適用した実施例を示すブロック図である。

【図３３】本発明の第８実施例の構成を示す図である。

【図３４】第８実施例における波長誤差検出動作につい
て説明する図である。

【図３５】本発明の第９実施例の構成を示す図である。

【図３６】可変光フィルタ１２１に印加する掃引信号を
示す図である。

【図３７】本発明の第１０実施例の構成を示す図であ
る。

【図３８】本発明の第１１実施例の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１光カプラ１２アレイ導波路格子１３ヒータ１４発振器１５定電流回路１６光検出器１７増幅器１８位相比較器１９ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０積分器２１温度制御回路２２ペルチェクーラ２３光スイッチ２４位相変調器２５バランスト受光素子２６差動増幅器２７２×２光カプラ３１基板３２入力用導波路アレイ３３入力側コンケイブスラブ導波路３４アレイ導波路３５出力側コンケイブスラブ導波路３６出力用導波路アレイ１１１光分波器１１２マッハツェンダ干渉計１１３マッハツェンダ干渉計アレイ１１４光検出器１１５対数増幅器（ログアンプ）１１６温度制御回路１１７ペルチェクーラ１２１可変光フィルタ１３１光スイッチ１４１直交偏波合波手段１４２直交偏波分離手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤健一東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】あらかじめ定められた波長を有する基準
波長光に基づいて、複数のチャネルの透過中心波長を制
御しつつ、前記チャネルから出力される波長多重光の個
々の信号光Ｓｋ（ｋ＝１−Ｎ：Ｎは正の整数）の波長誤
差を同時に監視する波長監視装置であって、前記基準波長光および波長多重光が入力されたときに、
前記基準波長光の少なくとも一部を出力する少なくとも
１つの第１のチャネルと、前記信号光Ｓｋについて、少
なくともその一部を出力する少なくとも１つの第２のチ
ャネルとを備えたアレイ導波路格子と、前記第１のチャネルから出力された基準波長光を検出す
る第１の受光手段と、前記第２のチャネルから出力された信号光Ｓｋを検出す
る第２の受光手段と、前記第１の受光手段の出力に基づいて、前記第１のチャ
ネルの透過中心波長を安定化する制御手段と、前記第２の受光手段の出力に基づいて、前記信号光Ｓｋ
の波長誤差を表す誤差信号を出力する波長誤差検出手段
とを具備することを特徴とする波長監視装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記第１のチャネルから、変調された基準波長光が出力
されるような変調を与える変調手段と、前記第１の受光手段の出力信号を同期検波する第１の同
期検波器と、前記第１の同期検波器の出力に基づいて、前記基準波長
光の波長の波長誤差を検出する第１の検出器とを備え、
前記第１の検出器の出力に基づいて、前記第１のチャネ
ルの透過中心波長を安定化することを特徴とする請求項
１に記載の波長監視装置。
【請求項３】前記アレイ導波路格子は、前記基準波長
光に対応する２つの前記第１のチャネルと、前記信号光
Ｓｋに対応する２つの前記第２のチャネルとを有し、前記波長監視装置はさらに、前記第１のチャネルから出力された２つの出力光の強度
を比較する第１の比較手段と、前記第２のチャネルから出力された２つの出力光の強度
を比較する第２の比較手段とを具備し、前記制御手段は、前記第１の比較手段の出力に基づい
て、前記第１のチャネルの透過中心波長を安定化し、前記波長誤差検出手段は、前記第２の比較手段の出力に
基づいて、前記信号光Ｓｋの波長誤差を検出することを
特徴とする請求項１に記載の波長監視装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記基準波長光に対応
する前記第１のチャネルの設定透過中心波長と、前記基
準波長光の波長との差異を示すオフセット信号を出力す
るオフセット回路を有し、前記基準波長光の波長と、前
記第１のチャネルの実際の透過中心波長との誤差に、前
記オフセット量を加算し、この加算結果に基づいて前記
第１のチャネルの透過中心波長が、設定透過中心波長に
一致するように制御することを特徴とする請求項１，２
または３に記載の波長監視装置。
【請求項５】前記変調手段は、前記アレイ導波路格子
の各チャネルを同時に変調することを特徴とする請求項
２または４に記載の波長監視装置。
【請求項６】前記変調手段は、前記基準波長光および
前記波長多重光を変調し、変調された信号を、前記アレ
イ導波路格子の少なくとも１つのチャネルに入力するこ
とを特徴とする請求項２または４に記載の波長監視装
置。
【請求項７】前記波長誤差検出手段は、前記第２の受
光手段の出力信号を同期検波する第２の同期検波器と、前記第２の同期検波器の出力に基づいて、前記波長多重
光の信号光Ｓｋの波長誤差を検出する第２の検出器とを
具備することを特徴とする請求項５または６に記載の波
長監視装置。
【請求項８】前記波長監視装置は、さらに、前記波長
多重光および前記基準波長光を、前記アレイ導波路格子
の１つのチャネルに同時に入力する入力手段を有するこ
とを特徴とする請求項５，６または７に記載の波長監視
装置。
【請求項９】前記波長監視装置は、さらに、前記波長
多重光と、前記基準波長光とを、前記アレイ導波路格子
の別個のチャネルに、それぞれ入力する入力手段を有す
ることを特徴とする請求項５，６または７に記載の波長
監視装置。
【請求項１０】前記波長監視装置は、さらに、前記波
長多重光および前記基準波長光を、前記アレイ導波路格
子の１つのチャネルに同時に入力する入力手段を有する
ことを特徴とする請求項２または４に記載の波長監視装
置。
【請求項１１】前記波長監視装置は、さらに、前記波
長多重光と、前記基準波長光とを、前記アレイ導波路格
子の別個のチャネルに、それぞれ入力する入力手段を有
することを特徴とする請求項２または４に記載の波長監
視装置。
【請求項１２】前記波長監視装置は、さらに、前記波
長多重光および前記基準波長光を多重化した信号を分岐
して、前記アレイ導波路格子の別個のチャネルに、同時
に入力する入力手段を有することを特徴とする請求項２
または４に記載の波長監視装置。
【請求項１３】前記２つの第１のチャネルは、互いに
隣接するチャネルであり、前記２つの第２のチャネル
も、互いに隣接するチャネルであることを特徴とする請
求項１０，１１または１２に記載の波長監視装置。
【請求項１４】前記２つの第１のチャネルは、互いに
ＦＳＲ（Free Spectral Range ）だけ離れたチャネルで
あり、前記２つの第２のチャネルも、互いにＦＳＲだけ
離れたチャネルであることを特徴とする請求項１０，１
１または１２に記載の波長監視装置。
【請求項１５】前記第１の比較手段は対数増幅器であ
り、前記第２の比較手段も対数増幅器であることを特徴
とする請求項１０ないし１４のいずれかに記載の波長監
視装置。
【請求項１６】前記第１の比較手段は、Ａ／Ｄ変換器
およびデジタルシグナルプロセッサを有し、前記第２の
比較手段も、Ａ／Ｄ変換器およびデジタルシグナルプロ
セッサを有することを特徴とする請求項１０ないし１４
のいずれかに記載の波長監視装置。
【請求項１７】前記第１の比較手段は差動受光器であ
り、前記第２の比較手段も差動受光器であることを特徴
とする請求項１０ないし１４のいずれかに記載の波長監
視装置。
【請求項１８】複数の波長の信号光を多重した波長多
重光が入力され、各波長の信号光を分波する光分波器
と、所定の波長に安定化された基準波長光を出力する基準光
源と、前記波長多重光の波長間隔に対応する周期的な透過中心
波長を有し、かつ波長に対して位相が反転した２つの出
力を得るマッハツェンダ干渉計を複数個アレイ化し、そ
れぞれの透過特性を一体に制御するマッハツェンダ干渉
計アレイと、前記マッハツェンダ干渉計アレイ内の１つのマッハツェ
ンダ干渉計の２つの出力端から出力される前記基準波長
光に対する透過光を受光し、各受光信号のレベル比を検
出してマッハツェンダ干渉計のゼロ交差波長に対する基
準波長光の波長誤差信号を出力する第１の波長誤差検出
手段と、前記波長誤差信号に応じて前記マッハツェンダ干渉計の
ゼロ交差波長を制御し、ゼロ交差波長を前記基準波長光
の波長に安定化する制御手段と、前記マッハツェンダ干渉計アレイの各マッハツェンダ干
渉計の２つの出力端から出力される前記波長多重光の各
波長の信号光に対する透過光を受光し、各受光信号のレ
ベル比を検出して波長多重光の各波長誤差信号を出力す
る第２の波長誤差検出手段とを備えたことを特徴とする
波長監視装置。
【請求項１９】複数の波長の信号光を多重した波長多
重光が入力され、所定の掃引信号によって掃引される透
過中心波長に対応する波長の信号光を順次出力する可変
光フィルタと、所定の波長に安定化された基準波長光を出力する基準光
源と、前記波長多重光の波長間隔に対応する周期的な透過中心
波長を有し、かつ波長に対して位相が反転した２つの出
力を得るマッハツェンダ干渉計を２個配置し、それぞれ
の透過特性を一体に制御するマッハツェンダ干渉計アレ
イと、前記マッハツェンダ干渉計アレイ内の一方のマッハツェ
ンダ干渉計の２つの出力端から出力される前記基準波長
光に対する透過光を受光し、各受光信号のレベル比を検
出してマッハツェンダ干渉計のゼロ交差波長に対する基
準波長光の波長誤差信号を出力する第１の波長誤差検出
手段と、前記波長誤差信号に応じて前記マッハツェンダ干渉計の
ゼロ交差波長を制御し、ゼロ交差波長を前記基準波長光
の波長に安定化する制御手段と、前記マッハツェンダ干渉計アレイの他方のマッハツェン
ダ干渉計の２つの出力端から出力される前記波長多重光
の各波長の信号光に対する透過光を受光し、各受光信号
のレベル比を検出して波長多重光の各波長誤差信号を出
力する第２の波長誤差検出手段とを備えたことを特徴と
する波長監視装置。
【請求項２０】請求項１９に記載の波長監視装置にお
いて、可変光フィルタに代えて、複数の波長の信号光を多重し
た波長多重光が入力され各波長の信号光を分波する光分
波器と、分波された各波長の信号光を順次出力する光ス
イッチとを備えたことを特徴とする波長監視装置。
【請求項２１】請求項１９または請求項２０に記載の
波長監視装置において、可変光フィルタまたは光分波器と光フィルタによって分
波される信号光の偏波と基準波長光の偏波とを直交さ
せ、前記信号光と前記基準波長光とを合波して１つのマッハ
ツェンダ干渉計に入力する直交偏波合波手段と、前記マッハツェンダ干渉計の２つの出力端から出力され
る透過光をそれぞれ入力し、前記信号光に対する透過光
と前記基準波長光に対する透過光に直交偏波分離して後
段の第１の波長誤差検出手段および第２の波長誤差検出
手段に送出する２つの直交偏波分波手段とを備えたこと
を特徴とする波長監視装置。
【請求項２２】請求項１８ないし請求項２１のいずれ
かに記載の波長監視装置において、第１の波長誤差検出手段および第２の波長誤差検出手段
は、マッハツェンダ干渉計の２つの出力端に対応する受
光信号のレベル差を検出して波長誤差信号とする構成で
あることを特徴とする波長監視装置。