WO2023084730A1 - 波長可変レーザ装置、光トランシーバ、及び波長制御方法 - Google Patents

波長可変レーザ装置、光トランシーバ、及び波長制御方法 Download PDF

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WO2023084730A1
WO2023084730A1 PCT/JP2021/041697 JP2021041697W WO2023084730A1 WO 2023084730 A1 WO2023084730 A1 WO 2023084730A1 JP 2021041697 W JP2021041697 W JP 2021041697W WO 2023084730 A1 WO2023084730 A1 WO 2023084730A1
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wavelength
power
heater
supplied
laser device
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PCT/JP2021/041697
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将己 大江
健二 水谷
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日本電気株式会社
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    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14—External cavity lasers

Definitions

  • the present disclosure relates to a tunable laser device, an optical transceiver, and a wavelength control method.
  • a wavelength tunable laser device that can output optical signals of multiple wavelengths as a light source for wavelength division multiplexing (WDM: Wavelength Division Multiplex), which multiplexes optical signals of multiple wavelengths on a single optical fiber cable. known to use.
  • WDM Wavelength Division Multiplex
  • Patent Document 1 describes a wavelength tunable device that extracts light of a desired wavelength and transmits and receives information using Silicon Photonics, which is a technology for integrating various elements on a silicon substrate.
  • a light source (a tunable laser device) and an optical transceiver are disclosed.
  • Patent Document 1 light output from an SOA (Semiconductor Optical Amplifier) 51 passes through a Si waveguide through a waveguide type wavelength filter (two ring resonators), and is adjusted by a phase adjuster (heater). It is phase adjusted and reflected by a partially reflective mirror. Then, due to multiple reflection between the highly reflective film of the SOA 51 and the partial reflection mirror and phase adjustment by the phase adjuster, the light whose intensity is increased and whose phase is aligned passes through the partial reflection mirror, and passes through the Si waveguide to the SOA 52. is entered. Then, the amplified light is output from the SOA 52 . Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-100003, by heating the heater with electricity, the refractive index changes due to the thermo-optical effect of Si, and the resonant wavelength of the ring resonator changes. It is disclosed that this allows the transmission wavelength to be controlled.
  • SOA semiconductor Optical Amplifier
  • An object of the present disclosure is to provide a wavelength tunable laser device, an optical transceiver, and a wavelength control method capable of appropriately controlling the wavelength of light output to the outside in view of the above problems.
  • a tunable laser device comprising: a semiconductor optical amplifier that outputs light based on supplied power; a heater for controlling the wavelength of light output from the tunable laser device; and determining a target value of power supplied to the heater and a transition of the power supplied to the heater up to the target value.
  • an optical receiving module for receiving an optical signal, a wavelength tunable laser device, an optical cable interface for transmitting light from the wavelength tunable laser device, and an electrical interface for transmitting and receiving an electrical signal and, when an optical signal is received by the optical receiving module, it is converted into an electrical signal and output from the electrical interface, and when an electrical signal is received by the electrical interface, it is converted into an optical signal and transmitted from the optical cable interface.
  • a transmission control unit for outputting the wavelength tunable laser device, wherein the wavelength tunable laser device includes a semiconductor optical amplifier that outputs light based on the supplied power, and a semiconductor optical amplifier that heats the semiconductor light based on the supplied power.
  • An optical transceiver is provided for determining a target value of power supplied to the heater and a transition of the power supplied to the heater up to the target value.
  • a semiconductor optical amplifier that outputs light based on supplied power, and heating based on the supplied power causes the light output from the semiconductor optical amplifier to a heater for controlling a wavelength, a target value of electric power supplied to the heater based on the wavelength of light output from the wavelength tunable laser device;
  • a wavelength control method is provided for determining a transition of the supplied power and causing power to be supplied to the heater at the determined transition.
  • the wavelength of light output to the outside can be appropriately controlled.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a wavelength tunable laser device according to an embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a wavelength tunable laser device according to an embodiment
  • FIG. It is a figure which shows the structural example of the communication system which concerns on embodiment.
  • 1 is a diagram showing a configuration example of an optical transceiver according to an embodiment
  • FIG. It is a figure which shows the hardware structural example of the control part which concerns on embodiment.
  • 4 is a sequence diagram showing an example of processing of a control unit according to the embodiment
  • FIG. It is a figure which shows an example of the data recorded on the setting table which concerns on embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of wavelengths output when power is supplied to the heater 124 in each of a plurality of transitions;
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of transition from a power value lower than the target value Wt to the target value Wt according to the embodiment;
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of transition from a power value higher than the target value Wt to the target value Wt according to the embodiment;
  • FIG. 1A is a diagram showing an example of the configuration of a tunable laser device 10 according to an embodiment.
  • the wavelength tunable laser device 10 has a controller 11 and a wavelength tunable light source unit 12 .
  • the control section 11 and the wavelength tunable light source unit 12 may be housed in the same housing. Also, the control section 11 and the wavelength tunable light source unit 12 may be connected by a cable or the like so as to be able to communicate with each other.
  • variable wavelength light source unit 12 may be used, for example, as a light source for wavelength division multiplexing (WDM: Wavelength Division Multiplex) in which optical signals of a plurality of wavelengths are multiplexed on a single optical fiber cable for communication.
  • WDM Wavelength Division Multiplex
  • the tunable light source unit 12 has a semiconductor optical amplifier 121, a resonator 122, a mirror 123A, a mirror 123B, a heater 124A, a heater 124B, a semiconductor optical amplifier 125, and a waveguide 126.
  • the heater 124A and the heater 124B will be simply referred to as the "heater 124" when the heater 124A and the heater 124B need not be distinguished from each other.
  • the wavelength tunable light source unit 12 may be implemented, for example, by silicon photonics (optical circuits using silicon semiconductors), which is a technology for integrating various elements on a silicon substrate. This makes it possible to reduce the size of the wavelength tunable light source unit 12 .
  • the silicon material can obtain a large refractive index change even with a small temperature change compared to the quartz material, the heating power of the heater 124 can be reduced. Therefore, power saving can be realized.
  • the semiconductor optical amplifier 121, the resonator 122, the semiconductor optical amplifier 125, and the waveguide 126 may be formed of silicon on the silicon substrate by etching or the like.
  • the waveguide 126 made of silicon can be called a "silicon optical waveguide".
  • the heater 124, the mirror 123A, and the mirror 123B may be formed of a material other than silicon by, for example, extrapolation or baking.
  • the semiconductor optical amplifier 121 is a semiconductor optical amplifier (SOA) that outputs light based on supplied power.
  • a semiconductor optical amplifier 121 outputs light for a light source.
  • the mirror 123A is provided on one end face side of the semiconductor optical amplifier 121 and reflects light to the other end side of the semiconductor optical amplifier 121 .
  • the resonator 122 is a filter that extracts light of a specific wavelength.
  • the resonator 122 may be, for example, a vernier variable wavelength filter or the like using two ring resonators.
  • a ring resonator is, for example, an optical circuit formed in a ring shape, and out of light input from one linear waveguide, only light having a specific wavelength is output from the other waveguide. It is an optical circuit. Note that the resonator 122 is not limited to an example using two ring resonators as long as it is a filter that extracts light of a specific wavelength.
  • the mirror 123B may be, for example, a partially reflective mirror.
  • Heater 124A heats resonator 122 based on the supplied power.
  • Heater 124B heats at least part of waveguide 126 between semiconductor optical amplifier 121 and semiconductor optical amplifier 125 based on the supplied power.
  • the heater 124 controls the wavelength of light output from the semiconductor optical amplifier 121 by changing the refractive index of the heated portion. Note that the number of heaters 124 is not limited to the example in FIG. 1A.
  • the semiconductor optical amplifier 125 amplifies the input light and outputs light 125 A from the wavelength tunable light source unit 12 .
  • the control unit 11 controls power supplied to each part of the wavelength tunable light source unit 12 from a power supply (not shown).
  • the control unit 11 may cause the semiconductor optical amplifier 121 , the heater 124 , and the semiconductor optical amplifier 125 to supply power according to the intensity and wavelength of the light to be output from the wavelength tunable light source unit 12 .
  • the controller 11 causes the resonator 122 to transmit light of a specific wavelength by heating the resonator 122 with the heater 124B. Then, the control unit 11 causes the semiconductor optical amplifier 121 to output light. The output light passes through the resonator 122, is phase-adjusted by the heater 124B acting as a phase adjuster, and is reflected by the mirror 123B. Due to multiple reflections between the mirrors 123A and 123B and phase adjustment by the heater 124B, the light whose intensity is increased and whose phase is aligned passes through the mirror 123B and is output from the semiconductor optical amplifier 125.
  • the control unit 11 controls the target value of the power supplied to the heater 124 and the power supplied to the heater 124 up to the target value. determine the transition of power; Then, the control unit 11 causes the power source to supply the determined transitional power to the heater.
  • FIG. 1B is a diagram showing an example of the configuration of the wavelength tunable laser device 10 according to the embodiment.
  • the example in FIG. 1B differs from the example in FIG. 1A in that the wavelength tunable light source unit 12 has a wavelength locker 127 and a modulator 128 .
  • the wavelength tunable light source unit 12 in FIG. 1B may also be implemented by, for example, silicon photonics (optical circuits using silicon semiconductors), which is a technology for integrating various elements on a silicon substrate, as in the example in FIG. 1A. .
  • the wavelength locker 127 fixes the frequency (oscillation frequency) of the light output from the wavelength tunable light source unit 12 to the frequency specified by the controller 11 .
  • Wavelength locker 127 may, for example, have a mechanism for detecting the transmittance of light through a wavelength filter having a periodic transmittance with respect to frequency. Based on the transmittance detected by the wavelength locker 127, the controller 11 may determine whether the oscillation frequency is different from the specified frequency. Then, if the oscillation frequency is different from the specified frequency, the control unit 11 may control the heater 124 so that the difference between the oscillation frequency and the specified frequency is reduced.
  • the modulator 128 continuously changes the amplitude, phase, etc. of the optical signal based on instructions from the control unit 11 .
  • the modulator 128 is, for example, an element that splits (demultiplexes) a light beam having the same wavelength and phase into two pairs of beams, gives them different phases, and combines them (multiplexing).
  • a MZ (Mach-Zender) modulator having a Mach-Zehnder interferometer) may also be used.
  • the control unit 11 may cause the two light beams to have a phase difference by, for example, causing a current to flow through the waveguide 126 to change the refractive index.
  • the intensity of the multiplexed light beams varies depending on the difference in phase difference. The maximum intensity occurs when the phase difference is zero or 2 ⁇ (360 degrees). The minimum intensity occurs when the phase difference is ⁇ (180 degrees).
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the communication system 1 according to the embodiment.
  • the communication system 1 has a communication device 2A and a communication device 2B (hereinafter simply referred to as "communication device 2" when there is no need to distinguish between them).
  • the number of communication devices 2 is not limited to the example in FIG.
  • the communication device 2 has an optical transceiver 3 for converting between optical and electrical signals.
  • the communication device 2A and the communication device 2B are connected by an optical communication path 201 such as an optical fiber cable so as to enable optical communication.
  • the communication device 2A and the communication device 2B may be, for example, a base station and switching center of a wireless communication system, respectively.
  • the RAT (Radio Access Technology) of the wireless communication system includes, for example, the 6th generation mobile communication system (6G, Beyond 5G), 5G, 4G, LTE (Long Term Evolution), wireless LAN, etc. good.
  • the communication device 2A and the communication device 2B may each be, for example, an optical network unit (ONU, Optical Network Unit) that mutually converts an optical signal and an electrical signal.
  • the communication device 2A and the communication device 2B may be, for example, optical switches that switch communication paths of optical signals.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the optical transceiver 3 according to the embodiment.
  • the optical transceiver 3 may be, for example, an SFP transceiver (small form-factor pluggable transceiver) conforming to a given standard.
  • the optical transceiver 3 has an optical cable interface 31A, an optical cable interface 31B, an optical receiver module 32, a variable wavelength light source unit 12, a transmission controller 34, a controller 11, and an electrical interface 35.
  • the optical cable interface 31A outputs light received from an external device via an optical cable to the optical receiving module 32.
  • the optical receiving module 32 converts the received optical signal into an electrical signal and outputs the electrical signal to the transmission control unit 34 .
  • the transmission control unit 34 outputs an electrical signal based on the electrical signal input from the optical receiving module 32 via the electrical interface 35 .
  • the transmission control unit 34 outputs an electrical signal based on the electrical signal received via the electrical interface 35 to the control unit 11 .
  • the control unit 11 controls the wavelength tunable light source unit 12 based on the electrical signal from the transmission control unit 34, and outputs an optical signal corresponding to the electrical signal from the optical cable interface 31B.
  • FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration example of the control unit 11 according to the embodiment. Note that the hardware configuration of the transmission control unit 34 may also be the same as that of the control unit 11 .
  • the control unit 11 (computer 100) includes a processor 101, a memory 102, and a communication interface 103. These units may be connected by a bus or the like. Memory 102 stores at least a portion of program 104 . Communication interface 103 includes interfaces necessary for communication with other network elements.
  • Memory 102 may be of any type suitable for a local technology network. Memory 102 may be, as a non-limiting example, a non-transitory computer-readable storage medium. Also, memory 102 may be implemented using any suitable data storage technology, such as semiconductor-based memory devices, magnetic memory devices and systems, optical memory devices and systems, fixed and removable memory, and the like. Although only one memory 102 is shown in computer 100, there may be several physically different memory modules in computer 100.
  • FIG. Processor 101 may be of any type.
  • Processor 101 may include one or more of a general purpose computer, a special purpose computer, a microprocessor, a Digital Signal Processor (DSP), and a processor based on a multi-core processor architecture as non-limiting examples.
  • Computer 100 may have multiple processors, such as application specific integrated circuit chips that are temporally dependent on a clock that synchronizes the main processor.
  • Embodiments of the present disclosure may be implemented in hardware or dedicated circuitry, software, logic, or any combination thereof. Some aspects may be implemented in hardware, while other aspects may be implemented in firmware or software, which may be executed by a controller, microprocessor or other computing device.
  • the present disclosure also provides at least one computer program product tangibly stored on a non-transitory computer-readable storage medium.
  • a computer program product comprises computer-executable instructions, such as those contained in program modules, to be executed on a device on a target real or virtual processor to perform the processes or methods of the present disclosure.
  • Program modules include routines, programs, libraries, objects, classes, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types.
  • the functionality of the program modules may be combined or split between program modules as desired in various embodiments.
  • Machine-executable instructions for program modules may be executed within local or distributed devices. In a distributed device, program modules can be located in both local and remote storage media.
  • Program code for executing the methods of the present disclosure may be written in any combination of one or more programming languages. These program codes are provided to a processor or controller of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus. When the program code is executed by the processor or controller, the functions/acts in the flowchart illustrations and/or implementing block diagrams are performed. Program code may run entirely on a machine, partly on a machine, as a stand-alone software package, partly on a machine, partly on a remote machine, or entirely on a remote machine or server. be.
  • Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media.
  • Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media, magneto-optical recording media, optical disc media, semiconductor memories, and the like.
  • Magnetic recording media include, for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives, and the like.
  • Magneto-optical recording media include, for example, magneto-optical disks.
  • Optical disc media include, for example, Blu-ray discs, CD (Compact Disc)-ROM (Read Only Memory), CD-R (Recordable), CD-RW (ReWritable), and the like.
  • the semiconductor memory includes, for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (random access memory), and the like.
  • the program may also be delivered to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer-readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. Transitory computer-readable media can deliver the program to the computer via wired channels, such as wires and optical fibers, or wireless channels.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing an example of processing of the control unit 11 according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of data recorded in the setting table 601 according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing examples of wavelengths output when power is supplied to the heater 124 at each of a plurality of transitions.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of transition when the power value lower than the target value Wt is changed to the target value Wt.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of transition when the electric power value higher than the target value Wt is changed to the target value Wt.
  • step S ⁇ b>101 the control unit 11 determines (specifies, decides) the wavelength (channel) of light to be output from the wavelength tunable light source unit 12 .
  • the control unit 11 may determine the wavelength of light according to the electrical signal from the transmission control unit 34, for example.
  • the control unit 11 determines the target value of the power supplied to the heater 124, and the transition of the power supplied to the heater 124 up to the target value. , is determined (step S102). Thereby, for example, appropriate response characteristics can be obtained according to the hysteresis (hysteresis phenomenon, hysteresis effect) of the waveguide 126 made of silicon or the like.
  • control unit 11 may refer to the setting table 601 of FIG. 6 to determine the power to be supplied to the heater 124 .
  • the control unit 11 may store the setting table 601 for each heater 124 .
  • the control unit 11 may store a setting table 601A for the heater 124A and a setting table 601B for the heater 124B.
  • the information of the setting table 601 may be recorded in advance in the control unit 11, for example.
  • the setting table 601 records (sets and registers) wavelengths, target values, and transitions in association with channel IDs.
  • the channel ID is, for example, wavelength identification information in wavelength division multiplex communication.
  • the wavelength is the optical wavelength of the channel associated with the channel ID.
  • the target value is a target value (target value, set value) of power supplied to the heater 124 .
  • the transition is information indicating the transition of the value of the power supplied to the heater 124 until reaching the target value.
  • the information indicating the transition may include, for example, information on the power value supplied at each time point from the time the power supply is started to the time the power supply reaches the target value. Alternatively, the information indicating the transition may include, for example, information indicating the pattern of transition.
  • the intensity and wavelength of the light output according to the transition of the power supplied to the heater 124 may vary due to the hysteresis of the waveguide 126 made of silicon or the like. At least one may be different. Note that hysteresis means that the state of a certain system changes depending on not only the force currently applied but also the force applied in the past.
  • FIG. 7 shows an example of wavelengths output when power is supplied to the heater 124 at each of a plurality of transitions in order to output light of a specific wavelength (desired wavelength) from the wavelength tunable light source unit 12 .
  • a polygonal line 711B indicates the difference between the desired wavelength and the wavelength actually output when the power supplied to the heater 124 is gradually decreased from approximately 0.7 mW to approximately 0 mW.
  • a polygonal line 711A indicates the intensity of light output at that time.
  • a polygonal line 712B represents the difference (wavelength difference) between the desired wavelength and the wavelength actually output when the power supplied to the heater 124 is gradually increased from about 1.1 mW to about 1.9 mW. showing.
  • a polygonal line 712A indicates the intensity of light output at that time.
  • a polygonal line 713B indicates the difference between the desired wavelength and the wavelength actually output when the power supplied to the heater 124 is gradually decreased from approximately 4.5 mW to approximately 2.1 mW.
  • a polygonal line 713A indicates the intensity of light output at that time.
  • a polygonal line 714B indicates the difference between the desired wavelength and the wavelength actually output when the power supplied to the heater 124 is gradually increased from approximately 4.9 mW to approximately 5.8 mW.
  • a polygonal line 714A indicates the intensity of light output at that time.
  • the desired wavelength and the actual The difference from the output wavelength is 0.
  • the polygonal line when the transition is changed from a power value lower than the power value 702 to the power value 702 is because the transition of the intensity of the output light does not have a desired shape (for example, a mountain shape). , not shown. It should be noted that the intensity of the output light may differ for each transition of the power supplied to the heater 124 for each of the plurality of desired wavelengths.
  • the control unit 11 causes the power supply to supply power to the heater 124 of the wavelength tunable light source unit 12 at the determined target value and transition (step S103).
  • the controller 11 sets The power supplied to the heater 124 may be increased from the low first power value to the first target value.
  • the control unit 11 changes from a second power value higher than a second target value corresponding to the second wavelength. The power supplied to the heater may be reduced to the second target value.
  • control unit 11 supplies the heater 124 with electric power corresponding to the electric power (circular electric power) at which the phase of the wavelength of the light output from the wavelength tunable light source unit 12 circulates (the phase is shifted by 2 ⁇ ), and then supplies electric power according to the wavelength.
  • Electric power may be supplied to the heater 124 up to the target value of the electric power determined by changing the electric power according to the wavelength.
  • the hysteresis hysteresis, hysteresis effect
  • the waveguide 126 made of silicon or the like is reduced (reset, initialized), and the wavelength of light output from the wavelength tunable light source unit 12 to the outside can be appropriately controlled.
  • hysteresis means that the state of a certain system changes depending on not only the force currently applied but also the force applied in the past.
  • the cyclic power may differ for each wavelength of light output from the wavelength tunable light source unit 12 .
  • FIG. 8 shows the power values at each point in time when the power supplied to the heater 124 according to the desired wavelength changes from a power value lower than the target value Wt to the target value Wt when reaching the target value Wt.
  • An example transition 801 of is shown.
  • the power supplied to the heater 124 increases from 0 mW to the cyclic power Ws during the period from time t0 to time t1 , and is constant during the period from time t1 to time t2 .
  • the cyclic power Ws is reduced to 0 mW.
  • the period from time t3 to time t4 is constant, and in the period from time t4 to time t5 , it increases from 0 mW, which is lower than the target value Wt, to the target value Wt, and then remains constant. .
  • FIG. 9 shows the power values at each point in time when the power supplied to the heater 124 reaches the target value Wt according to the desired wavelength, and the power value is changed from a power value higher than the target value Wt to the target value Wt.
  • An example transition 901 of is shown.
  • the power supplied to the heater 124 increases from 0 mW to the cyclic power Ws from time t0 to time t1 , and increases from time t1 to time t2. The period until is constant. Thereafter, during the period from time t2 to time t6 , the cycle power Ws, which is higher than the target value Wt, decreases to the target value Wt, and then remains constant.
  • the control unit 11 may be realized by one or more computers, for example. Further, each part (each unit) of the wavelength tunable laser device 10 and the optical transceiver 3 may be formed as an integrated module or may be formed as separate modules. When a plurality of units are formed as an integrated module, the plurality of units may be housed in the same housing or mounted on the same circuit board, for example.
  • a tunable laser device a semiconductor optical amplifier that outputs light based on the supplied power; a heater that controls the wavelength of the light output from the semiconductor optical amplifier by heating based on the supplied power; a control unit that controls power supplied to the heater, The control unit determines a target value of power to be supplied to the heater and transition of the power to be supplied to the heater up to the target value, based on the wavelength of light output from the wavelength tunable laser device.
  • a tunable laser device a semiconductor optical amplifier that outputs light based on the supplied power; a heater that controls the wavelength of the light output from the semiconductor optical amplifier by heating based on the supplied power; a control unit that controls power supplied to the heater, The control unit determines a target value of power to be supplied to the heater and transition of the power to be supplied to the heater up to the target value, based on the wavelength of light output from the wavelength tunable laser device.
  • (Appendix 2) The control unit When the wavelength of the light output from the wavelength tunable laser device is the first wavelength, the power supplied to the heater is from a first power value lower than a first target value corresponding to the first wavelength to the first target value. increase the power that When the wavelength of the light output from the wavelength tunable laser device is a second wavelength different from the first wavelength, the second power value higher than the second target value corresponding to the second wavelength is changed to the second target value. reducing the power supplied to the heater to The wavelength tunable laser device according to appendix 1.
  • the control unit A target value of the power supplied to the heater and transition of the power supplied to the heater up to the target value are stored in association with each of a plurality of wavelengths of light output from the wavelength tunable laser device. do, 3.
  • the control unit supplies the heater with electric power corresponding to the electric power at which the phase of the wavelength of the light output from the wavelength tunable laser device circulates, and then increases the electric power according to the wavelength to a target value according to the wavelength. powering the heater with a power transition; 4.
  • the wavelength tunable laser device according to any one of Appendices 1 to 3.
  • the heater changes the refractive index of the light output from the semiconductor optical amplifier by heating the silicon optical waveguide. 5.
  • the wavelength tunable laser device according to any one of appendices 1 to 4.
  • an optical receiver module for receiving an optical signal; a tunable laser device; an optical cable interface for transmitting light from the wavelength tunable laser device; an electrical interface for transmitting and receiving electrical signals; When an optical signal is received by the optical receiving module, it is converted into an electrical signal and output from the electrical interface, and when an electrical signal is received by the electrical interface, it is converted into an optical signal and output from the optical cable interface.
  • the wavelength tunable laser device is a semiconductor optical amplifier that outputs light based on the supplied power; a heater that controls the wavelength of the light output from the semiconductor optical amplifier by heating based on the supplied power; a control unit that controls power supplied to the heater, The control unit determines a target value of power to be supplied to the heater and transition of the power to be supplied to the heater up to the target value, based on the wavelength of light output from the wavelength tunable laser device. do, optical transceiver. (Appendix 7) The control unit When the wavelength of the light output from the wavelength tunable laser device is the first wavelength, the power supplied to the heater is from a first power value lower than a first target value corresponding to the first wavelength to the first target value.
  • the optical transceiver according to appendix 6.
  • Appendix 8 a semiconductor optical amplifier that outputs light based on the supplied power; a heater for controlling the wavelength of the light output from the semiconductor optical amplifier by heating based on the supplied power, determining a target value of power to be supplied to the heater and transition of the power to be supplied to the heater up to the target value based on the wavelength of light output from the wavelength tunable laser device; causing power to be supplied to the heater at the determined transition; Wavelength control method.

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Abstract

波長可変レーザ装置（１０）が、供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器（１２１）と、供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータ（１２４）と、前記ヒータに供給される電力を制御する制御部（１１）と、を有し、前記制御部は、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定する。

Description

波長可変レーザ装置、光トランシーバ、及び波長制御方法
　本開示は、波長可変レーザ装置、光トランシーバ、及び波長制御方法に関する。
　一本の光ファイバーケーブルに複数の波長の光信号を多重して通信を行う波長分割多重通信（WDM: Wavelength Division Multiplex）等の光源として、複数の波長の光信号を出力可能な波長可変レーザ装置を用いることが知られている。
　この技術に関連し、特許文献１には、シリコン基板上に各種の素子を集積させる技術であるシリコンフォトニクス（Silicon Photonics）を用いて、所望の波長の光を取り出して情報を送受信する、波長可変光源（波長可変レーザ装置）及び光トランシーバが開示されている。
　特許文献１では、ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier：半導体光増幅器）５１から出力された光は、Ｓｉ導波路から導波路型波長フィルタ（２つのリング共振器）を経由し、位相調整器（ヒータ）で位相調整されて、部分反射ミラーで反射される。そして、ＳＯＡ５１の高反射膜と部分反射ミラーの間の多重反射、及び位相調整器での位相調整により、強度が高められ位相のそろった光が部分反射ミラーを透過し、Ｓｉ導波路からＳＯＡ５２に入力される。そして、ＳＯＡ５２から増幅された光が出力される。また、特許文献１では、ヒータを通電加熱することで、Ｓｉの熱光学効果によって屈折率が変化し、リング共振器の共振波長が変化する。これにより、透過波長を制御することができることが開示されている。
特開２０１９－０４００９９号公報
　しかしながら、特許文献１記載の技術のように、シリコンフォトニクスを用いてフィルタ、または導波路等を形成する場合、外部へ出力される光の波長を適切に制御できない場合がある。
　本開示の目的は、上述した課題を鑑み、外部へ出力される光の波長を適切に制御できる波長可変レーザ装置、光トランシーバ、及び波長制御方法を提供することである。
　本開示に係る第１の態様では、波長可変レーザ装置であって、供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器と、供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータと、前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定する、波長可変レーザ装置が提供される。
　また、本開示に係る第２の態様では、光信号を受信する光受信モジュールと、波長可変レーザ装置と、前記波長可変レーザ装置からの光を送信する光ケーブルインターフェイスと、電気信号を送受信する電気インターフェイスと、前記光受信モジュールにより光信号が受信された場合は電気信号に変換して前記電気インターフェイスから出力させ、前記電気インターフェイスにより電気信号が受信された場合は光信号に変換して前記光ケーブルインターフェイスから出力させる、伝送制御部と、を有し、前記波長可変レーザ装置は、供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器と、供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータと、前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定する、光トランシーバが提供される。
　また、本開示に係る第３の態様では、供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器と、供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータと、を有する波長可変レーザ装置が、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定し、決定した前記推移で、電力を前記ヒータに供給させる、波長制御方法が提供される。
　一側面によれば、外部へ出力される光の波長を適切に制御できる。
実施形態に係る波長可変レーザ装置の構成の一例を示す図である。 実施形態に係る波長可変レーザ装置の構成の一例を示す図である。 実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 実施形態に係る光トランシーバの構成例を示す図である。 実施形態に係る制御部のハードウェア構成例を示す図である。 実施形態に係る制御部の処理の一例を示すシーケンス図である。 実施形態に係る設定テーブルに記録されるデータの一例を示す図である。 複数の推移のそれぞれでヒータ１２４に電力を供給した場合に出力される波長の例を示す図である。 実施形態に係る目標値Ｗｔよりも低い電力値から目標値Ｗｔに推移させる場合の例を示す図である。 実施形態に係る目標値Ｗｔよりも高い電力値から目標値Ｗｔに推移させる場合の例を示す図である。
　本開示の原理は、いくつかの例示的な実施形態を参照して説明される。これらの実施形態は、例示のみを目的として記載されており、本開示の範囲に関する制限を示唆することなく、当業者が本開示を理解および実施するのを助けることを理解されたい。本明細書で説明される開示は、以下で説明されるもの以外の様々な方法で実装される。
　以下の説明および特許請求の範囲において、他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。
　以下、図面を参照して、本開示の実施形態を説明する。
　（実施の形態１）
　＜構成＞
　図１Ａを参照し、実施形態に係る波長可変レーザ装置１０の構成について説明する。図１Ａは、実施形態に係る波長可変レーザ装置１０の構成の一例を示す図である。波長可変レーザ装置１０は、制御部１１、及び波長可変光源ユニット１２を有する。制御部１１、及び波長可変光源ユニット１２は、同一の筐体内に収容されてもよい。また、制御部１１、及び波長可変光源ユニット１２は、ケーブル等で通信ができるように接続されてもよい。
　波長可変光源ユニット１２は、例えば、一本の光ファイバーケーブルに複数の波長の光信号を多重して通信を行う波長分割多重通信（ＷＤＭ:Wavelength Division Multiplex）等の光源として用いられてもよい。
　図１Ａの例では、波長可変光源ユニット１２は、半導体光増幅器１２１、共振器１２２、ミラー１２３Ａ、ミラー１２３Ｂ、ヒータ１２４Ａ、ヒータ１２４Ｂ、半導体光増幅器１２５、及び導波路１２６を有する。なお、以下で、ヒータ１２４Ａとヒータ１２４Ｂとを区別しなくてもよい場合は、ヒータ１２４Ａ、及びヒータ１２４Ｂの少なくとも一方を、適宜、単に「ヒータ１２４」とも称する。
　波長可変光源ユニット１２は、例えば、シリコン基板上に各種の素子を集積させる技術であるシリコンフォトニクス（シリコン半導体を使った光回路）で実装されてもよい。これにより、波長可変光源ユニット１２の小型化を実現できる。また、シリコン材料は、石英材料に比べて小さな温度変化でも大きな屈折率変化を得ることが可能であるため、ヒータ１２４の加熱電力を低減できる。そのため、省電力化を実現できる。この場合、例えば、半導体光増幅器１２１、共振器１２２、半導体光増幅器１２５、及び導波路１２６が、エッチング等によりシリコン基板上でシリコンにより形成されてもよい。なお、シリコンにより形成された導波路１２６は、「シリコン光導波路」と称することができる。また、ヒータ１２４、ミラー１２３Ａ、及びミラー１２３Ｂは、例えば、外挿、または焼き付け等によりシリコン以外の物質により形成されてもよい。
　半導体光増幅器１２１は、供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器（ＳＯＡ、Semiconductor Optical Amplifier）である。半導体光増幅器１２１は、光源用の光を出力する。ミラー１２３Ａは、半導体光増幅器１２１の一端面側に設けられており、光を、半導体光増幅器１２１の他端側に反射させる。
　共振器１２２は、特定波長の光を取り出すフィルタである。共振器１２２は、例えば、２つのリング共振器を用いた、バーニア型可変波長フィルタ等でもよい。なお、リング共振器とは、例えば、リング状に形成された光回路であり、一方の直線導波路から入力された光のうち、特定の波長をもつ光だけが他方の導波路から出力される光回路である。なお、共振器１２２は、特定波長の光を取り出すフィルタであればよく、２つのリング共振器を用いる例に限定されない。
　ミラー１２３Ｂは、例えば、部分反射ミラー等でもよい。ヒータ１２４Ａは、共振器１２２を、供給された電力に基づいて加熱する。ヒータ１２４Ｂは、半導体光増幅器１２１から半導体光増幅器１２５までの間の導波路１２６の少なくとも一部を、供給された電力に基づいて加熱する。ヒータ１２４は、加熱した部分の屈折率を変化させることにより、半導体光増幅器１２１から出力される光の波長を制御する。なお、ヒータ１２４の数は、図１Ａの例に限定されない。半導体光増幅器１２５は、入力された光を増幅して、波長可変光源ユニット１２から光１２５Ａを出力する。
　制御部１１は、図示しない電源から波長可変光源ユニット１２の各部に供給される電力を制御する。制御部１１は、例えば、半導体光増幅器１２１、ヒータ１２４、及び半導体光増幅器１２５に対して、波長可変光源ユニット１２に出力させる光の強度及び波長に応じた電力を供給させてもよい。
　制御部１１は、ヒータ１２４Ｂにより共振器１２２を加熱することにより、特定の波長の光を共振器１２２に透過させる。そして、制御部１１は、半導体光増幅器１２１から光を出力させる。出力された光は、共振器１２２を透過し、位相調整器として作用するヒータ１２４Ｂで位相調整され、ミラー１２３Ｂで反射される。ミラー１２３Ａとミラー１２３Ｂの間の多重反射、及びヒータ１２４Ｂでの位相調整により、強度が高められ位相のそろった光がミラー１２３Ｂを透過し、半導体光増幅器１２５から出力される。
　制御部１１は、波長可変光源ユニット１２（半導体光増幅器１２５）から出力させる光の波長に基づいて、ヒータ１２４に供給される電力の目標値と、当該目標値までに当該ヒータ１２４に供給される電力の推移と、を決定する。そして、制御部１１は、当該ヒータに対し、決定した推移の電力を電源から供給させる。
　＜変形例＞
　図１Ｂは、実施形態に係る波長可変レーザ装置１０の構成の一例を示す図である。図１Ｂの例では、図１Ａの例と比較して、波長可変光源ユニット１２が、波長ロッカ１２７、及び変調器１２８を有する点が異なる。図１Ｂの波長可変光源ユニット１２も、図１Ａの例と同様に、例えば、シリコン基板上に各種の素子を集積させる技術であるシリコンフォトニクス（シリコン半導体を使った光回路）で実装されてもよい。
　波長ロッカ１２７は、波長可変光源ユニット１２から出力される光の周波数（発振周波数）を、制御部１１により指定された周波数に固定する。波長ロッカ１２７は、例えば、周波数に対して周期的な透過率を有する波長フィルタを通した光の透過率を検出する機構を有してもよい。制御部１１は、波長ロッカ１２７により検出された透過率に基づいて、発振周波数と、指定した周波数とが異なっているかを判定してもよい。そして、発振周波数と、指定した周波数とが異なっている場合、制御部１１は、発振周波数と、指定した周波数との差が低減されるように、ヒータ１２４を制御してもよい。
　変調器１２８は、制御部１１からの指示に基づき、光信号の振幅や位相などを連続的に変化させる。変調器１２８は、例えば、波長と位相のそろった光ビームを２本の対（ペア）となるビームに分割（分波）し、それぞれに異なる位相を与えてから合流（合波）させる素子（マッハツェンダ型干渉器）を有するＭＺ（Mach-Zender）変調器でもよい。この場合、制御部１１は、例えば、導波路１２６に電流を流して屈折率を変化させることで、２本の光ビームに位相の違いを発生させてもよい。なお、位相差の違いによって、合波した光ビームの強度が変わる。強度が最大となるのは、位相差がゼロまたは２π（３６０度）の場合である。強度が最小となるのは、位相差がπ（１８０度）の場合である。
　（実施の形態２）
　次に、図２を参照し、実施形態に係る通信システム１の構成について説明する。
　＜システム構成＞
　図２は、実施形態に係る通信システム１の構成例を示す図である。図２において、通信システム１は、通信装置２Ａ、及び通信装置２Ｂを有する（以下で、区別する必要がない場合は、単に「通信装置２」と称する。）を有する。なお、通信装置２の数は図２の例に限定されない。通信装置２は、光信号と電気信号を相互に変換する光トランシーバ３を有する。通信装置２Ａと通信装置２Ｂとの間は、例えば、光ファイバーケーブル等の光通信路２０１により、光通信が可能なように接続される。
　通信装置２Ａ、及び通信装置２Ｂは、それぞれ、例えば、無線通信システムの基地局、及び交換局でもよい。この場合、無線通信システムのＲＡＴ（Radio Access Technology）には、例えば、第６世代移動通信システム（６Ｇ、Beyond 5G）、５Ｇ、４Ｇ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、無線ＬＡＮ等が含まれてもよい。
　また、通信装置２Ａ、及び通信装置２Ｂは、それぞれ、例えば、光信号と電気信号を相互に変換する光回線終端装置（ＯＮＵ、Optical Network Unit）でもよい。なお、通信装置２Ａ、及び通信装置２Ｂは、例えば、光信号の通信経路を切り替える光スイッチでもよい。
　＜光トランシーバ３の構成＞
　図３は、実施形態に係る光トランシーバ３の構成例を示す図である。図３の例では、光トランシーバ３は、例えば、所定の規格に準拠するＳＦＰトランシーバ（small form-factor pluggable transceiver）でもよい。
　図３の例では、光トランシーバ３は、光ケーブルインターフェイス３１Ａ、光ケーブルインターフェイス３１Ｂ、光受信モジュール３２、波長可変光源ユニット１２、伝送制御部３４、制御部１１、電気インターフェイス３５を有する。
　光ケーブルインターフェイス３１Ａは、外部装置から光ケーブルを介して受信した光を光受信モジュール３２へ出力する。光受信モジュール３２は、受信した光の信号を電気信号に変換して、伝送制御部３４へ出力する。伝送制御部３４は、光受信モジュール３２から入力された電気信号に基づく電気信号を、電気インターフェイス３５を介して出力する。
　また、伝送制御部３４は、電気インターフェイス３５を介して受信した電気信号に基づく電気信号を制御部１１へ出力する。制御部１１は、伝送制御部３４からの電気信号に基づいて、波長可変光源ユニット１２を制御し、当該電気信号に応じた光信号を、光ケーブルインターフェイス３１Ｂから出力させる。
　＜ハードウェア構成＞
　図４は、実施形態に係る制御部１１のハードウェア構成例を示す図である。なお、伝送制御部３４のハードウェア構成も、制御部１１と同様でもよい。図４の例では、制御部１１（コンピュータ１００）は、プロセッサ１０１、メモリ１０２、通信インターフェイス１０３を含む。これら各部は、バス等により接続されてもよい。メモリ１０２は、プログラム１０４の少なくとも一部を格納する。通信インターフェイス１０３は、他のネットワーク要素との通信に必要なインターフェイスを含む。
　プログラム１０４が、プロセッサ１０１及びメモリ１０２等の協働により実行されると、コンピュータ１００により本開示の実施形態の少なくとも一部の処理が行われる。メモリ１０２は、ローカル技術ネットワークに適した任意のタイプのものであってもよい。メモリ１０２は、非限定的な例として、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体でもよい。また、メモリ１０２は、半導体ベースのメモリデバイス、磁気メモリデバイスおよびシステム、光学メモリデバイスおよびシステム、固定メモリおよびリムーバブルメモリなどの任意の適切なデータストレージ技術を使用して実装されてもよい。コンピュータ１００には１つのメモリ１０２のみが示されているが、コンピュータ１００にはいくつかの物理的に異なるメモリモジュールが存在してもよい。プロセッサ１０１は、任意のタイプのものであってよい。プロセッサ１０１は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、および非限定的な例としてマルチコアプロセッサアーキテクチャに基づくプロセッサの１つ以上を含んでよい。コンピュータ１００は、メインプロセッサを同期させるクロックに時間的に従属する特定用途向け集積回路チップなどの複数のプロセッサを有してもよい。
　本開示の実施形態は、ハードウェアまたは専用回路、ソフトウェア、ロジックまたはそれらの任意の組み合わせで実装され得る。いくつかの態様はハードウェアで実装されてもよく、一方、他の態様はコントローラ、マイクロプロセッサまたは他のコンピューティングデバイスによって実行され得るファームウェアまたはソフトウェアで実装されてもよい。
　本開示はまた、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に有形に記憶された少なくとも１つのコンピュータプログラム製品を提供する。コンピュータプログラム製品は、プログラムモジュールに含まれる命令などのコンピュータ実行可能命令を含み、対象の実プロセッサまたは仮想プロセッサ上のデバイスで実行され、本開示のプロセスまたは方法を実行する。プログラムモジュールには、特定のタスクを実行したり、特定の抽象データ型を実装したりするルーチン、プログラム、ライブラリ、オブジェクト、クラス、コンポーネント、データ構造などが含まれる。プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態で望まれるようにプログラムモジュール間で結合または分割されてもよい。プログラムモジュールのマシン実行可能命令は、ローカルまたは分散デバイス内で実行できる。分散デバイスでは、プログラムモジュールはローカルとリモートの両方のストレージメディアに配置できる。
　本開示の方法を実行するためのプログラムコードは、１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい。これらのプログラムコードは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、またはその他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはコントローラに提供される。プログラムコードがプロセッサまたはコントローラによって実行されると、フローチャートおよび／または実装するブロック図内の機能／動作が実行される。プログラムコードは、完全にマシン上で実行され、一部はマシン上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、一部はマシン上で、一部はリモートマシン上で、または完全にリモートマシンまたはサーバ上で実行される。
　プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例には、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光ディスク媒体、半導体メモリ等が含まれる。磁気記録媒体には、例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ等が含まれる。光磁気記録媒体には、例えば、光磁気ディスク等が含まれる。光ディスク媒体には、例えば、ブルーレイディスク、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）、ＣＤ－ＲＷ（ReWritable）等が含まれる。半導体メモリには、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory）等が含まれる。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
　＜処理＞
　図５から図９を参照し、実施形態に係る制御部１１の処理の一例について説明する。図５は、実施形態に係る制御部１１の処理の一例を示すシーケンス図である。図６は、実施形態に係る設定テーブル６０１に記録されるデータの一例を示す図である。図７は、複数の推移のそれぞれでヒータ１２４に電力を供給した場合に出力される波長の例を示す図である。図８は、目標値Ｗｔよりも低い電力値から目標値Ｗｔに推移させる場合の推移の例を示す図である。図９は、目標値Ｗｔよりも高い電力値から目標値Ｗｔに推移させる場合の推移の例を示す図である。
　ステップＳ１０１において、制御部１１は、波長可変光源ユニット１２から出力させる光の波長（チャネル）を判定（特定、決定）する。ここで、制御部１１は、例えば、伝送制御部３４からの電気信号に応じて、光の波長を判定してもよい。
　続いて、制御部１１は、波長可変光源ユニット１２から出力する光の波長に基づいて、ヒータ１２４に供給される電力の目標値と、当該目標値までにヒータ１２４に供給される電力の推移と、を決定する（ステップＳ１０２）。これにより、例えば、シリコン等の導波路１２６等のヒステリシス（履歴現象、履歴効果）に応じて、適切な応答特性を得られる。
　ここで、制御部１１は、図６の設定テーブル６０１を参照して、ヒータ１２４に供給する電力を決定してもよい。なお、制御部１１は、ヒータ１２４毎に設定テーブル６０１を記憶してもよい。この場合、制御部１１は、ヒータ１２４Ａ用の設定テーブル６０１Ａと、ヒータ１２４Ｂ用の設定テーブル６０１Ｂとを記憶してもよい。なお、設定テーブル６０１の情報は、例えば、制御部１１に予め記録されていてもよい。
　図６の例では、設定テーブル６０１には、チャネルＩＤに対応付けて、波長、目標値、及び推移が記録（設定、登録）されている。チャネルＩＤは、例えば、波長分割多重通信における波長の識別情報である。波長は、チャネルＩＤに係るチャネルの光の波長である。目標値は、ヒータ１２４に供給される電力の目標値（ターゲット値、設定値）である。推移は、目標値に到達するまでにヒータ１２４へ供給される電力の値の推移を示す情報である。当該推移を示す情報には、例えば、電力供給を開始する時点から、目標値へ到達する時点までの各時点で供給される電力値の情報が含まれてもよい。または、当該推移を示す情報には、例えば、推移のパターンを示す情報が含まれてもよい。
　なお、同一の目標値の電力を供給した場合であっても、シリコン等の導波路１２６等のヒステリシスのため、ヒータ１２４に供給される電力の推移に応じて出力される光の強度及び波長の少なくとも一方が異なる場合がある。なお、ヒステリシスとは、例えば、ある系の状態が、現在加えられている力だけでなく、過去に加わった力に依存して変化することである。
　図７には、特定の波長（所望の波長）の光を波長可変光源ユニット１２から出力させるために、複数の推移のそれぞれでヒータ１２４に電力を供給した場合に出力される波長の例が示されている。折れ線７１１Ｂは、当該所望の波長と、ヒータ１２４に供給する電力を約０．７ｍＷから約０ｍＷまで徐々に低下させた場合に実際に出力される波長との差を示している。また、折れ線７１１Ａは、その際に出力される光の強度を示している。また、折れ線７１２Ｂは、当該所望の波長と、ヒータ１２４に供給する電力を約１．１ｍＷから約１．９ｍＷまで徐々に増加させた場合に実際に出力される波長との差（波長差）を示している。また、折れ線７１２Ａは、その際に出力される光の強度を示している。
　また、折れ線７１３Ｂは、当該所望の波長と、ヒータ１２４に供給する電力を約４．５ｍＷから約２．１ｍＷまで徐々に低下させた場合に実際に出力される波長との差を示している。また、折れ線７１３Ａは、その際に出力される光の強度を示している。また、折れ線７１４Ｂは、当該所望の波長と、ヒータ１２４に供給する電力を約４．９ｍＷから約５．８ｍＷまで徐々に増加させた場合に実際に出力される波長との差を示している。また、折れ線７１４Ａは、その際に出力される光の強度を示している。
　折れ線７１３Ｂに示されるように、ヒータ１２４に供給する電力を約４．５ｍＷから約２．１ｍＷまで徐々に低下させた場合、約３．２ｍＷである電力値７０２において、当該所望の波長と実際に出力される波長との差が０となっている。
　また、ヒータ１２４に供給する電力を約４．５ｍＷから約２．１ｍＷまで徐々に低下させた場合、折れ線７１３Ａに示されるように、出力される光の強度の推移は山なりの形状となり、電力値７０２の際に山なりの頂点となる。このため、ヒータ１２４に供給する電力の推移を、電力値７０２よりも高い電力値から電力値７０２まで変化させる推移とすることにより、波長可変光源ユニット１２からの光の出力の強度の応答特性を安定させることができる。なお、図７において、電力値７０２よりも低い電力値から電力値７０２まで変化させる推移とした場合の折れ線は、出力される光の強度の推移が所望の形状（例えば、山なり）とならないため、図示されていない。なお、所望の複数の波長のそれぞれに対して、ヒータ１２４に供給する電力の推移毎に、出力される光の強度は異なる場合がある。
　続いて、制御部１１は、決定した目標値及び推移で、電源から波長可変光源ユニット１２のヒータ１２４へ電力を供給させる（ステップＳ１０３）。ここで、制御部１１は、波長可変光源ユニット１２から出力する光（波長可変レーザ装置１０から出力する光）の波長が第１波長である場合、第１波長に応じた第１目標値よりも低い第１電力値から第１目標値まで、ヒータ１２４に供給される電力を増加させてもよい。また、制御部１１は、波長可変光源ユニット１２から出力する光の波長が第１波長とは異なる第２波長である場合、第２波長に応じた第２目標値よりも高い第２電力値から前記第２目標値まで、前記ヒータに供給される電力を減少させてもよい。
　また、制御部１１は、波長可変光源ユニット１２から出力する光の波長の位相が周回（位相が２πずれる）する電力（周回電力）に応じた電力をヒータ１２４に供給した後、当該波長に応じた電力の目標値まで、当該波長に応じた電力の推移で、ヒータ１２４に電力を供給させてもよい。これにより、例えば、シリコン等の導波路１２６等のヒステリシス（履歴現象、履歴効果）が低減（リセット、初期化）され、波長可変光源ユニット１２から外部へ出力される光の波長を適切に制御できる。なお、ヒステリシスとは、例えば、ある系の状態が、現在加えられている力だけでなく、過去に加わった力に依存して変化することである。なお、周回電力は、波長可変光源ユニット１２から出力する光の波長毎に異なってもよい。
　図８には、所望の波長に応じてヒータ１２４に供給する電力の目標値Ｗｔに到達する際に、目標値Ｗｔよりも低い電力値から目標値Ｗｔに推移させる場合の、各時点における電力値の推移８０１の例が示されている。図８の例では、ヒータ１２４に供給される電力は、時点ｔ０から時点ｔ１までの期間に０ｍＷから周回電力Ｗｓまで増加し、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間は一定であり、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間に周回電力Ｗｓから０ｍＷまで減少している。そして、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間は一定であり、時点ｔ４から時点ｔ５までの期間に、目標値Ｗｔよりも低い０ｍＷから目標値Ｗｔまで増加し、その後一定となっている。
　図９には、所望の波長に応じてヒータ１２４に供給する電力の目標値Ｗｔに到達する際に、目標値Ｗｔよりも高い電力値から目標値Ｗｔに推移させる場合の、各時点における電力値の推移９０１の例が示されている。図９の例では、図８の例と同様に、ヒータ１２４に供給される電力は、時点ｔ０から時点ｔ１までの期間に０ｍＷから周回電力Ｗｓまで増加し、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間は一定である。その後、時点ｔ２から時点ｔ６までの期間に、目標値Ｗｔよりも高い周回電力Ｗｓから目標値Ｗｔまで減少し、その後一定となっている。
　＜変形例＞
　制御部１１は、例えば１以上のコンピュータにより実現されていてもよい。また、波長可変レーザ装置１０、及び光トランシーバ３の各部（各ユニット）は、それぞれ、一体のモジュールとして形成されてもよいし、別のモジュールとして形成されてもよい。複数のユニットを一体のモジュールとして形成される場合、当該複数のユニットは、例えば、同一筐体内に収容されてもよいし、同一の回路基盤上に実装されてもよい。
　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
　（付記１）
　波長可変レーザ装置であって、
　供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器と、
　供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータと、
　前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を有し、
　前記制御部は、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定する、
波長可変レーザ装置。
　（付記２）
　前記制御部は、
　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長が第１波長である場合、前記第１波長に応じた第１目標値よりも低い第１電力値から前記第１目標値まで、前記ヒータに供給される電力を増加させ、
　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長が前記第１波長とは異なる第２波長である場合、前記第２波長に応じた第２目標値よりも高い第２電力値から前記第２目標値まで、前記ヒータに供給される電力を減少させる、
付記１に記載の波長可変レーザ装置。
　（付記３）
　前記制御部は、
　前記波長可変レーザ装置から出力する光の複数の波長のそれぞれに対応付けて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を記憶する、
付記１または２に記載の波長可変レーザ装置。
　（付記４）
　前記制御部は、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長の位相が周回する電力に応じた電力を前記ヒータに供給した後、当該波長に応じた電力の目標値まで、当該波長に応じた電力の推移で、前記ヒータに電力を供給させる、
付記１から３のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
　（付記５）
　前記ヒータは、シリコン光導波路を加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の屈折率を変化させる、
付記１から４のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
　（付記６）
　光信号を受信する光受信モジュールと、
　波長可変レーザ装置と、
　前記波長可変レーザ装置からの光を送信する光ケーブルインターフェイスと、
　電気信号を送受信する電気インターフェイスと、
　前記光受信モジュールにより光信号が受信された場合は電気信号に変換して前記電気インターフェイスから出力させ、前記電気インターフェイスにより電気信号が受信された場合は光信号に変換して前記光ケーブルインターフェイスから出力させる、伝送制御部と、を有し、
　前記波長可変レーザ装置は、
　供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器と、
　供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータと、
　前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を有し、
　前記制御部は、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定する、
光トランシーバ。
　（付記７）
　前記制御部は、
　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長が第１波長である場合、前記第１波長に応じた第１目標値よりも低い第１電力値から前記第１目標値まで、前記ヒータに供給される電力を増加させ、
　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長が前記第１波長とは異なる第２波長である場合、前記第２波長に応じた第２目標値よりも高い第２電力値から前記第２目標値まで、前記ヒータに供給される電力を減少させる、
付記６に記載の光トランシーバ。
　（付記８）
　供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器と、
　供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータと、を有する波長可変レーザ装置が、
　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定し、
　決定した前記推移で、電力を前記ヒータに供給させる、
波長制御方法。
１　通信システム
２　通信装置
３　光トランシーバ
１０　波長可変レーザ装置
１１　制御部
１２　波長可変光源ユニット
３１Ａ　光ケーブルインターフェイス
３１Ｂ　光ケーブルインターフェイス
３２　光受信モジュール
３４　伝送制御部
３５　電気インターフェイス
１２１　半導体光増幅器
１２２　共振器
１２３Ａ　ミラー
１２３Ｂ　ミラー
１２４　ヒータ
１２５　半導体光増幅器
１２６　導波路
１２７　波長ロッカ
１２８　変調器
６０１　設定テーブル

Claims (8)

  1. 　波長可変レーザ装置であって、
    　供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器と、
    　供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータと、
    　前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を有し、
    　前記制御部は、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定する、
    波長可変レーザ装置。
  2. 　前記制御部は、
    　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長が第１波長である場合、前記第１波長に応じた第１目標値よりも低い第１電力値から前記第１目標値まで、前記ヒータに供給される電力を増加させ、
    　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長が前記第１波長とは異なる第２波長である場合、前記第２波長に応じた第２目標値よりも高い第２電力値から前記第２目標値まで、前記ヒータに供給される電力を減少させる、
    請求項１に記載の波長可変レーザ装置。
  3. 　前記制御部は、
    　前記波長可変レーザ装置から出力する光の複数の波長のそれぞれに対応付けて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を記憶する、
    請求項１または２に記載の波長可変レーザ装置。
  4. 　前記制御部は、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長の位相が周回する電力に応じた電力を前記ヒータに供給した後、当該波長に応じた電力の目標値まで、当該波長に応じた電力の推移で、前記ヒータに電力を供給させる、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
  5. 　前記ヒータは、シリコン光導波路を加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の屈折率を変化させる、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の波長可変レーザ装置。
  6. 　光信号を受信する光受信モジュールと、
    　波長可変レーザ装置と、
    　前記波長可変レーザ装置からの光を送信する光ケーブルインターフェイスと、
    　電気信号を送受信する電気インターフェイスと、
    　前記光受信モジュールにより光信号が受信された場合は電気信号に変換して前記電気インターフェイスから出力させ、前記電気インターフェイスにより電気信号が受信された場合は光信号に変換して前記光ケーブルインターフェイスから出力させる、伝送制御部と、を有し、
    　前記波長可変レーザ装置は、
    　供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器と、
    　供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータと、
    　前記ヒータに供給される電力を制御する制御部と、を有し、
    　前記制御部は、前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定する、
    光トランシーバ。
  7. 　前記制御部は、
    　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長が第１波長である場合、前記第１波長に応じた第１目標値よりも低い第１電力値から前記第１目標値まで、前記ヒータに供給される電力を増加させ、
    　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長が前記第１波長とは異なる第２波長である場合、前記第２波長に応じた第２目標値よりも高い第２電力値から前記第２目標値まで、前記ヒータに供給される電力を減少させる、
    請求項６に記載の光トランシーバ。
  8. 　供給された電力に基づいて光を出力する半導体光増幅器と、
    　供給された電力に基づいて加熱することにより、前記半導体光増幅器から出力された光の波長を制御するヒータと、を有する波長可変レーザ装置が、
    　前記波長可変レーザ装置から出力する光の波長に基づいて、前記ヒータに供給される電力の目標値と、前記目標値までに前記ヒータに供給される電力の推移と、を決定し、
    　決定した前記推移で、電力を前記ヒータに供給させる、
    波長制御方法。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6211999B1 (en) * 1998-10-30 2001-04-03 The Regents Of The University Of California Lithium tantalate single-crystal and photo-functional device
JP2002109770A (ja) * 1996-05-22 2002-04-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスクシステム
JP2002152139A (ja) * 2000-11-15 2002-05-24 Hitachi Ltd 光送信機
JP2014531622A (ja) * 2011-09-23 2014-11-27 ティーイー コネクティビティ ネーデルランド ビーヴイＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｎｅｄｅｒｌａｎｄ ＢＶ マルチチャンネルトランシーバ
JP2016015454A (ja) * 2014-07-03 2016-01-28 住友電気工業株式会社 波長可変レーザ装置および波長切替方法
JP6241931B2 (ja) * 2013-12-27 2017-12-06 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 波長可変レーザの制御方法
JP2019140303A (ja) * 2018-02-14 2019-08-22 古河電気工業株式会社 波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ装置の波長制御方法
JP2020136360A (ja) * 2019-02-14 2020-08-31 古河電気工業株式会社 波長可変レーザ装置及びマルチモード発振検知方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002109770A (ja) * 1996-05-22 2002-04-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスクシステム
US6211999B1 (en) * 1998-10-30 2001-04-03 The Regents Of The University Of California Lithium tantalate single-crystal and photo-functional device
JP2002152139A (ja) * 2000-11-15 2002-05-24 Hitachi Ltd 光送信機
JP2014531622A (ja) * 2011-09-23 2014-11-27 ティーイー コネクティビティ ネーデルランド ビーヴイＴＥ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｎｅｄｅｒｌａｎｄ ＢＶ マルチチャンネルトランシーバ
JP6241931B2 (ja) * 2013-12-27 2017-12-06 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 波長可変レーザの制御方法
JP2016015454A (ja) * 2014-07-03 2016-01-28 住友電気工業株式会社 波長可変レーザ装置および波長切替方法
JP2019140303A (ja) * 2018-02-14 2019-08-22 古河電気工業株式会社 波長可変レーザ装置、及び波長可変レーザ装置の波長制御方法
JP2020136360A (ja) * 2019-02-14 2020-08-31 古河電気工業株式会社 波長可変レーザ装置及びマルチモード発振検知方法

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