JP2000332687A - 多波長選択フィルタ装置とその光出力補償方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光出力信号が弱い場合に、その原因がＳＯＡ
光ゲートにあるのか、またはアレイ格子にあるのかを検
知する。多波長選択フィルタ装置を適切な状態に制御す
る。 【解決手段】 波長多重光から目的とする波長光を選択
する多波長選択フィルタ装置であって、前記目的とする
波長光に対応した出力ポート群を有する光波長分波器
と、該光波長分波器の出力ポート群の出力側に設けられ
た光ゲート群と、該光ゲート群を駆動する駆動手段と、
前記光ゲート群の逆方向起電力を測定する逆方向起電力
測定手段と、該逆方向起電力測定手段の出力に基づいて
前記光波長分波器の分波する波長を制御する手段とを具
備する装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多波長選択フィル
タ装置とその装置の光出力補償方法に関し、特に、波長
多重を利用した光通信、光交換、光情報処理等の光伝送
システム、及びそのデモ実験等に使用される多波長選択
フィルタ装置に適用して有効な技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】波長多重を利用した光伝送システム（Ｗ
ＤＭシステム）が高度化するに従って、光ファイバを伝
搬する波長単位で光伝送制御を行うことが要求されてい
る。このための最も基本となるデバイスが多波長選択フ
ィルタであり、例えば、８波のＷＤＭシステムを考えた
場合、ｍ波（０≦ｍ≦８）の光信号を遮断し、（８−
ｍ）波の光信号を透過することが必要とされる。

【０００３】図９は、従来の多波長選択フィルタの例を
説明するための図であって、１００１は１.５５ミクロ
ン帯の等間隔波長８波を伝搬する入力側光ファイバ、１
００２は光波長分波器で、具体的には石英系プレーナ光
波回路（ＰＬＣ）の導波路によって形成され、８波の各
波長ごとに８本の導波路に分波するための入力側ＰＬＣ
アレイ導波路格子（ＡＷＧ）、１００３〜１０１０は各
波長のオン・オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）を行うための光ゲー
トである。光ゲートは具体的には半導体増幅器型（ＳＯ
Ａ）光ゲートアレイ（参考文献：N.Yoshimoto,T.Ito,K.
Magari,K.Kawaguchi,K.Kishi,Y.Kondo,Y.Kadota,O.Mito
mi,Y.Yoshikuni,Y.Hasumi,Y.Tohmori,and O.Nakajima,"
Four channel polarization insensitive SOA gate arr
ay integrated with butt-jointed spot-size converte
rs",Electronics letters,20th November 1997,vol.33,
No.24,PP.2045-2046）で、各チャネルにそれぞれスポッ
トサイズ変換機能（ＳＳ）を集積することにより、ＰＬ
Ｃプラットフォームとのハイブリッド集積を実現してい
る。

【０００４】さらに、１０１１は８本の導波路の合波す
るための光波長合波器で、具体的にはＰＬＣアレイ導波
路格子、１０１２は出力側光ファイバである。１００３
〜１０１０の各チャネルゲートには、それぞれｏｎ／ｏ
ｆｆ制御信号を印加するためのドライバ回路１０１３〜
１０２０が接続されていて、制御信号のｏｎ／ｏｆｆに
よってゲートアレイの制御を行うことにより、任意のｍ
波（０≦ｍ≦８）の光信号を遮断し、残りの光信号を透
過する多波長選択フィルタを実現している。

【０００５】なおアレイ導波路格子には例えばペルチェ
素子等の温調が設けられており、アレイ導波路格子の温
度を制御することで、入力波長とアレイ導波路型格子の
波長の微調を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来方法では、ある時点で多波長選択フィルタに入力さ
れている光信号の波長を知る手段がない。そのため、例
えば、出力側ファイバからの光信号が途絶えた場合、も
しくは損失が増大した場合、半導体増幅器型（ＳＯＡ）
光ゲートに問題があってゲインが減ったのか、アレイ導
波路格子の波長と入力波長とがずれたのかを判別するこ
とができない。実際にはＳＯＡ光ゲートのゲインが減少
した場合にはＳＯＡ光ゲートに注入する電流を増やす、
またはアレイ導波路格子の波長がずれたのであれば温調
で微調をする等の制御手段はあるものの、どちらが主要
因であるか判明しない場合の制御は極めて困難であっ
た。

【０００７】本発明の目的は、光出力信号が弱い場合
に、その原因がＳＯＡ光ゲートにあるのか、またはアレ
イ導波路格子にあるのかを判定することが可能な技術を
提供することにある。本発明の他の目的は、多波長選択
フィルタ装置を適切な状態に制御することが可能な技術
を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の
目的及び新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面に
よって明らかにする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下の通りである。 （１）波長多重光から目的とする波長光を選択する多波
長選択フィルタ装置であって、前記目的とする波長光に
対応した出力ポート群を有する光波長分波器と、該光波
長分波器の出力ポート群の出力側に設けられた光ゲート
群と、該光ゲート群を駆動する駆動手段と、前記光ゲー
ト群の各光ゲートの逆方向起電力を測定する逆方向起電
力測定手段と、該逆方向起電力測定手段の出力に基づい
て前記光波長分波器の分波する波長を制御する手段とを
具備する装置である。 （２）波長多重光から目的とする波長光を選択する多波
長選択フィルタ装置であって、前記目的とする波長光に
対応した所定の出力ポート群とその他の出力ポート群を
有する光波長分波器と、該光波長分波器の出力ポート群
の出力側に設けられた光ゲートと、前記所定の出力ポー
ト群の出力側に設けられた光ゲートを駆動する駆動手段
と、前記その他の出力ポート群の各出力ポートに対応す
る光ゲートの逆方向起電力を測定する逆方向起電力測定
手段と、該逆方向起電力測定手段の出力に基づいて前記
光波長分波器の分波する波長を制御する手段とを具備す
る装置である。 （３）前記手段（１）の多波長選択フィルタ装置の光出
力補償方法であって、前記各光ゲートの逆方向起電力を
測定し、この測定された逆方向起電力値に基づいて前記
光波長分波器の温度を補正し、前記光ゲートの動作点を
調整して前記出力ポートの光出力レベルを補償する方法
である。 （４）前記手段（２）の多波長選択フィルタ装置の光出
力補償方法であって、前記その他のポート群の各出力ポ
ートに対応する光ゲートの逆方向起電力を測定し、この
測定された逆方向起電力値に基づいて前記光波長分波器
の温度を補正し、前記所定の出力ポート群の各出力ポー
トに設けられた光ゲート群の動作点を調整して前記所定
の出力ポート群の光出力レベルを補償する方法である。

【０００９】すなわち、本発明の多波長選択フィルタ装
置のポイントは、入力用導波路を伝搬するλ１〜λｎの
ｎ波が多重された波長多重光を光波長分波器を用いてｎ
本の光導波路に分波し、各々の光導波路にλ１〜λｎの
ｎ波に対応した別々のｎ個の光ゲートを備え、さらに光
波長合波器を用いて出力用導波路に合波する多波長選択
フィルタ装置において、各光ゲートに光のオン・オフ
（ｏｎ／ｏｆｆ）を行う光ゲート制御手段（光ゲート制
御用の電気回路）と、入力光の有無を検知する受光用の
電気回路が設けられていることである。

【００１０】また、別の構成として、入力用導波路を伝
搬するλ１〜λｎのｎ波が多重された波長多重光を光波
長分波器を用いてｎ＋２ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｍは整数）本
の光導波路に分波し、各々の光導波路に別々のｎ＋２ｍ
個の光ゲートを備え、さらに光波長合波器を用いて出力
用導波路に合波する多波長選択フィルタ装置において、
ｎ個の光ゲートが入力光λ１〜λｎに対応し、光のｏｎ
／ｏｆｆを行うとともに、それ以外の光ゲートが受光用
に用いられることである。

【００１１】また、光ゲートの逆方向起電力を測定し、
この測定された逆方向起電力値に基づいて前記光波長分
波器の温度を補正し、前記光ゲートの動作点を調整して
前記出力ポートの光出力レベルを補償することである。

【００１２】以下、本発明について、図面を参照して、
本発明の実施形態（実施例）とともに詳細に説明する。

【００１３】

【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は、本発明の
実施形態１の多波長選択フィルタ装置の概略構成を示す
模式図である。ここで簡単のため、４波長を使ったＷＤ
Ｍシステムを想定する。すなわち、λ１、λ２、λ３、
λ４の４波長を入力波長として用いる。実際にはλ１、
λ２、λ３、λ４の波長としてそれぞれ順に１５５１ｎ
ｍ、１５５２ｎｍ、１５５３ｎｍ、１５５４ｎｍとす
る。

【００１４】図１において、１０１は１.５５ミクロン
帯の等間隔波長４波を伝搬する入力側光ファイバ、１０
２は光波長分波器で、具体的には石英系プレーナ光波回
路（ＰＬＣ）の導波路によって形成された、４波の各波
長ごとに４本の導波路に分波するためのＰＬＣアレイ導
波路格子、１０３〜１０６は各波長のオン・オフ（ｏｎ
／ｏｆｆ）を行うための光ゲートアレイ（光ゲート群）
の各光ゲートである。光ゲート１０３〜１０６は、例え
ば、半導体増幅器型（ＳＯＡ）光ゲートアレイを用い、
各チャネルにそれぞれスポットサイズ変換機能（ＳＳ）
を集積することにより、ＰＬＣプラットフォームとのハ
イブリッド集積を実現している。

【００１５】１０７は４本の導波路の合波するための光
波長合波器で、具体的にはＰＬＣアレイ導波路格子、１
０８は出力側光ファイバである。前記光ゲート１０３〜
１０６には、それぞれｏｎ／ｏｆｆ制御信号を印加する
ためのドライバ回路１０９〜１１２が接続されていて、
光ゲート１０３〜１０６に注入する順方向電流による制
御信号のｏｎ／ｏｆｆによって光ゲート１０３〜１０６
の制御を行う構成になっている。これによって、任意の
ｍ波（０≦ｍ≦４）の光信号を遮断し、残りの光信号を
透過する多波長選択フィルタ装置を実現している。

【００１６】１１３〜１１６は前記各光ゲート（ＳＯＡ
光ゲート）１０３〜１０６に順方向電流を注入するため
のドライバ回路１０９〜１１２と並列に設けられた、逆
方向電圧を印加して逆方向起電力を測定する逆方向起電
力測定手段である。

【００１７】前記λ１は、入力側光ファイバ１０１→Ｐ
ＬＣアレイ導波路格子１０２→光ゲート１０３→ＰＬＣ
アレイ導波路格子１０７→出力側光ファイバ１０８の経
路をたどり、ドライバ回路１０９からの信号によってｏ
ｎ／ｏｆｆする光ゲート１０３によって遮断あるいは透
過する。

【００１８】同様にλ２は、入力側光ファイバ１０１→
ＰＬＣアレイ導波路格子１０２→光ゲート１０４→ＰＬ
Ｃアレイ導波路格子１０７→出力側光ファイバ１０８の
経路を、λ３は、入力側光ファイバ１０１→ＰＬＣアレ
イ導波路格子１０２→光ゲート１０５→ＰＬＣアレイ導
波路格子１０７→出力側光ファイバ１０８の経路を、λ
４は入力側光ファイバ１０１→ＰＬＣアレイ導波路格子
１０２→光ゲート１０６→ＰＬＣアレイ導波路格子１０
７→出力側光ファイバ１０８の経路をたどる。

【００１９】前記ＰＬＣアレイ導波路格子１０２と１０
７には、例えば、ペルチェ素子等の温調が設けられてお
り、アレイ格子の温度を制御することにより、入力波長
とアレイ格子の波長の微調を行うことができる。また、
通常、ＰＬＣアレイ導波路格子１０２と１０７の特性は
全く同一であり、温調は一括で行う。

【００２０】ここで、図１に示す本実施形態１の特徴
は、各ＳＯＡ光ゲートに順方向電流を注入するためのド
ライバ回路１０９〜１１２と並列に逆方向電圧を印加
し、逆方向起電力を測定する逆方向起電力測定手段１１
３〜１１６が設けられている点である。一般に、逆方向
電圧を印加することにより、ＳＯＡ光ゲートを受光器と
して使用することができる。

【００２１】すなわち、光信号が入っている状態で順方
向電流の注入を一時的に中止し、逆方向電圧を印加して
受光器として用いることができる。この状態で受光器か
ら発生する逆方向起電力が減少した場合には、前記入力
側ＰＬＣアレイ導波路格子１０２と出力側ＰＬＣアレイ
導波路格子１０７のアレイ格子の波長と入力波長がずれ
たことがわかる。すなわち、逆方向起電力が最大となる
ようにアレイ格子を温度調整してやればよい。また、ア
レイ格子の波長に問題がない状態で出力側光ファイバ１
０８より出力される光信号が減少した場合は、ＳＯＡ光
ゲート側の出力が減少したためであるので、ゲートをオ
ン（ｏｎ）する場合の注入電流を増やしてやればよい。

【００２２】また、図１では、全てのＳＯＡ光ゲートの
ドライバ回路１０９〜１１２に並列して逆方向起電力を
測定するための逆方向起電力測定手段１１３〜１１６が
設けられているが、任意の１つ以上のＳＯＡ光ゲートに
設けるだけでも同様の効果を得ることができる。

【００２３】これは通常アレイ導波路格子の出力波長が
ずれる場合には、全ての入力波長に対して同一方向にず
れるためで、ある特定の波長に対して波長ずれの度合い
を測定することで、全ての波長に対するずれを求めるこ
とができるためである。

【００２４】図２は、図１の電気回路の概略構成を示す
ブロック構成図である。図２において、１１７はＳＯＡ
光ゲート（図１の１０３に対応）、１１８，１１９は光
導波路、１２０は電気スイッチ、１２１はドライバ回路
（図１の１０９に対応）、１２２はレシーバ（図１の１
１３に対応）である。電気スイッチ１２０のポートを選
択することによって、ＳＯＡ光ゲート１１７に接続する
電気デバイス１２０をドライバ回路１２１とレシーバ１
２２のいずれかに選択することができる。ここで、ドラ
イバ回路１２１を選択した場合には、ＳＯＡ光ゲート１
１７を光ゲートとして、レシーバ１２２を選択した場合
には、ＳＯＡ光ゲート１１７を受光器として監視用途と
して用いることができる。

【００２５】（実施形態２）図３は、本発明の実施形態
２の多波長選択フィルタ装置に用いるリング型のピンポ
ン伝送を説明するための図である。前記図１に示す実施
形態１の１波長（例えはλ１）に対して、リング型のピ
ンポン伝送方式を考える（参考文献：Y.Suzaki,M.Okaya
su,Y.Suzuki and H.Toba.,Electronics Letters,vol.3
1,no.16,pp.1388-1389,1995）。これは、図３に示すよ
うに、局側からＤＣ光（α）と信号光（β）を異なるタ
イムスロットで送り、ユーザ側（ここでは多波長選択フ
ィルタ装置）が信号を受け取る場合には、受光器によっ
て信号光βを受信し、信号を送る場合にはＤＣ光αを変
調することによって送信する方式である。図２の構成に
おいて、受信する場合には、ＳＯＡ光ゲート１１７（図
１の１０３に対応）を受光器として使用し、送信する場
合にはＳＯＡ光ゲート１１７のｏｎ／ｏｆｆによってＤ
Ｃ光を変調することによって、ループ型のピンポン伝送
が可能になる。従来のループ型ピンポン伝送は、１個の
ＳＯＡ光ゲートを使った１波長だけのものであったのに
対して、多波長のループ型ピンポン伝送が可能となる。

【００２６】（実施形態３）図４は、本発明の実施形態
３の多波長選択フィルタ装置の概略構成を示す模式図で
あって、２０１は１.５５ミクロン帯の等間隔波長４波
を伝搬する入力側光ファイバ、２０２は光波長分波器
で、具体的には石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）の導
波路によって形成された、各波長ごとに８本の導波路に
分波するためのＰＬＣアレイ導波路格子、２０３〜２１
０は光ゲートである。この光ゲート２０３〜２１０は、
例えば、半導体増幅器型（ＳＯＡ）光ゲートアレイを用
い、各チャネルにそれぞれスポットサイズ変換機能（Ｓ
Ｓ）を集積することでＰＬＣプラットフォームとのハイ
ブリッド集積を実現している。２１１は８本の導波路の
合波するための光波長合波器で、具体的にはＰＬＣアレ
イ導波路格子、２１２は出力側光ファイバである。

【００２７】ここで、光ゲート２０４、２０６、２０
７、２０９の各ゲートにはそれぞれｏｎ／ｏｆｆ制御信
号を印加するためのドライバ回路２１３〜２１６が接続
され、ＳＯＡ光ゲートアレイに注入する順方向電流によ
る制御信号のｏｎ／ｏｆｆによってゲートアレイの制御
を行う構成になっている。これによって、任意のｍ波
（０≦ｍ≦４）の光信号を遮断し、残りの光信号を透過
する多波長選択フィルタを実現している。

【００２８】２１７〜２２０は各ＳＯＡ光ゲートに順方
向電流を注入するためのドライバ回路２１３〜２１６と
並列に、逆方向電圧を印加して逆方向起電力を測定する
逆方向起電力測定手段である。

【００２９】前記λ１は、入力側光ファイバ２０１→Ｐ
ＬＣアレイ導波路格子２０２→光ゲート２０４→ＰＬＣ
アレイ導波路格子２１１→出力側光ファイバ２１２の経
路をたどり、ドライバ回路２１３からの信号によってｏ
ｎ／ｏｆｆする光ゲート２０４によって遮断あるいは透
過する。

【００３０】同様にλ２は、入力側光ファイバ２０１→
ＰＬＣアレイ導波路格子２０２→光ゲート２０６→ＰＬ
Ｃアレイ導波路格子２１１→出力側光ファイバ２１２の
経路を、λ３は入力側光ファイバ２０１→ＰＬＣアレイ
導波路格子２０２→光ゲート２０７→ＰＬＣアレイ導波
路格子２１１→出力側光ファイバ２１２の経路を、λ４
は、入力側光ファイバ２０１→ＰＬＣアレイ導波路格子
２０２→光ゲート２０９→ＰＬＣアレイ導波路格子２１
１→出力側光ファイバ２１２の経路をたどる。

【００３１】前記ＰＬＣアレイ導波路格子２０２，２１
１には、例えば、ペルチェ素子等の温調が設けられてお
り、アレイ格子の温度を制御することで、入力波長とア
レイ格子の波長の微調を行うことができる。また、通
常、ＰＬＣアレイ導波路格子２０２，２１１の特性は全
く同一であり、温調は一括で行う。

【００３２】図４に示す本実施形態３の特徴は、４つの
入力光に対して８つの光導波路に分波している点、及び
逆方向に電圧を印加するとともに、逆方向起電力を測定
する手段１１３〜１１６を備えている点である。例え
ば、不等間隔アレイ格子を使用することにより、１５５
１ｎｍ、１５５２ｎｍ、１５５３ｎｍ、１５５４ｎｍの
４波長の入力光に対して１５５０.７ｎｍ、１５５１ｎ
ｍ、１５５１.３ｎｍ、１５５２ｎｍ、１５５３ｎｍ、
１５５３.７ｎｍ、１５５４ｎｍ、１５５４.３ｎｍの８
波長に分波することができる。これは、入力光４波長の
他に１５５１ｎｍ、１５５４ｎｍの波長に対して±０.
３ｎｍのモニタ用波長を分波することになる。

【００３３】この４波長のうち、モニタ用波長１５５
０.７ｎｍは、入力側光ファイバ２０１→入力側ＰＬＣ
アレイ導波路格子２０２→光ゲート２０３の経路をたど
り、逆方向起電力測定手段２１７によって逆方向起電力
が測定される。同様に、モニタ波長１５５１.３ｎｍ
は、入力側光ファイバ２０１→２０２→２０５の経路
を、モニタ波長１５５３.７ｎｍは２０１→入力側ＰＬ
Ｃアレイ導波路格子２０２→光ゲート２０８の経路を、
モニタ波長１５５４.３ｎｍは、入力側光ファイバ２０
１→入力側ＰＬＣアレイ導波路格子２０２→光ゲート２
１０の経路をたどる。

【００３４】前記ＳＯＡ光ゲートアレイを受光器として
用いる場合には、光信号の損失が大幅に増加する（通常
光強度は１万分の１以下になる）ので、モニタ波長は出
力側ＰＬＣアレイ導波路格子２１１や出力側光ファイバ
２１２には出力されない。

【００３５】以上のように、この構成によれば、信号波
長１５５１ｎｍに対して、波長１５５０.７ｎｍと１５
５１.３ｎｍの２つの波長をモニタすることができる。

【００３６】すなわち、アレイ格子の波長と入力波長が
ずれていない場合には、モニタ波長によって観測される
２つの逆方向起電力は最小値を取るが、波長がずれてく
るに従って逆方向起電力が増大する。つまり、実際の運
用では逆方向起電力が最小となるようにアレイ格子を温
度調整してやればよい。また、アレイ格子の波長に問題
がない状態で出力側光ファイバ２１２より出力される光
信号が減少した場合は、ＳＯＡ光ゲート側の出力が減少
したためであるので、光ゲートアレイをオン（ｏｎ）す
る場合の注入電流を増やしてやればよい。

【００３７】また、図４では波長１５５１ｎｍ及び波長
１５５４ｎｍについてモニタ手段を設けたが、１つ以上
の任意の数のＳＯＡ光ゲートにモニタ手段を設けても同
様の効果を得ることができる。

【００３８】以上説明したように、本実施形態３によれ
ば、光信号を遮断することなく光信号の監視を行うこと
ができる。なお、前記の実施形態の説明では、光ゲート
素子としてＳＯＡ型光ゲートアレイを用いているが、強
度変調器（erectroabsorption：ＥＡ）型の光ゲート素
子を用いても構わない。この場合には、逆方向電圧を印
加するドライバ回路と逆方向起電力を測定するための手
段とを用いる。

【００３９】（実施形態４）図５は、本発明による実施
形態４の光波長選択フィルタ装置の概略構成を示す模式
図であり、３０１は入力側光ファイバ、３０２は入力側
スターカプラ（例えば、入力１波・出力４波のスターカ
プラ）、３０３〜３０６はＳＯＡ光ゲートアレイの各光
ゲート、３０７は出力側スターカプラ（例えば、入力４
波・出力１波のスターカプラ）、３０８は出力側光ファ
イバ、３０９〜３１２はドライバ回路、３１３〜３１６
は逆方向電圧を印加し、逆方向起電力を測定する逆方向
起電測定手段、３２３〜３３６は誘電体多層膜フィルタ
である。

【００４０】本実施形態４は、前記実施形態１の別の実
施例であり、図５に示すように、図１の光波長分波器
（入力側アレイ導波路格子）１０２の代わりに入力側ス
ターカプラ３０２及びＳＯＡ光ゲートアレイ３０３〜３
０６の組み合わせ、図１の光波長合波器（出力側アレイ
導波路格子）１０７の代わりに出力側スターカプラ３０
７を用いたものである。つまり、図１と同様にＳＯＡ光
ゲートアレイ３０３〜３０６に注入する順方向電流によ
る制御信号のｏｎ／ｏｆｆによってＳＯＡ光ゲートアレ
イ３０３〜３０６の制御を行う。これによって、任意の
ｍ波（０≦ｍ≦４）の光信号を遮断し、残りの光信号を
透過する多波長選択フィルタを実現している。

【００４１】より詳しく説明すると、前記λ１は、入力
側光ファイバ３０１→３０２→３２３→３０３→３０７
→出力側光ファイバ３０８の経路をたどり、ドライバ回
路３０９からの信号によってｏｎ／ｏｆｆする光ゲート
３０３によって遮断あるいは透過する。

【００４２】同様にλ２は、入力側光ファイバ３０１→
３０２→３２４→３０４→３０７→出力側光ファイバ３
０８の経路を、λ３は、入力側光ファイバ３０１→３０
２→３２５→３０５→３０７→出力側光ファイバ３０８
の経路を、λ４は入力側光ファイバ３０１→３０２→３
２６→３０６→３０７→出力側光ファイバ３０８の経路
をたどる。

【００４３】前記各誘電体多層膜フィルタ３２３〜３２
６には、例えば誘電体多層膜フィルタの角度を制御する
手段、すなわち等価的に誘電体多層膜の厚みを変える波
長調整機能が設けられており、各誘電体多層膜フィルタ
３２３〜３２６の波長調整機能を制御することにより、
入力波長と各誘電体多層膜フィルタ３２３〜３２６の微
調を行うことができる。

【００４４】以上説明したように、本実施形態４によれ
ば、ＳＯＡ光ゲートアレイ３０３〜３０６の各ＳＯＡ光
ゲートに順方向電流を注入するためのドライバ回路３０
９〜３１２と並列に逆方向電圧を印加し、逆方向起電力
を測定する逆方向起電力測定手段３１３〜３１６が設け
られているので、一般に逆方向電圧を印加することによ
り、ＳＯＡ光ゲートを受光器として使用することができ
る。すなわち、光信号が入っている状態で順方向電流の
注入を一時的に中止し、逆方向電圧を印加して受光器と
して用いることができる。この状態で受光器から発生す
る逆方向起電力が減少した場合には前記各誘電体多層膜
フィルタ３２３〜３２６の波長と入力波長がずれたこと
がわかる。すなわち、逆方向起電力が最大となるように
前記各誘電体多層膜フィルタ３２３〜３２６の波長を調
整してやればよい。また、前記各誘電体多層膜フィルタ
３２３〜３２６の波長に問題がない状態で出力側光ファ
イバ３０８より出力される光信号が減少した場合は、Ｓ
ＯＡ光ゲート側の出力が減少したためであるので、ゲー
トをｏｎする場合の注入電流を増してやればよい。

【００４５】また、本実施形態４によれば、出力側スタ
ーカプラ３０７の透過波長の調整を行う必要はなく、入
力側の各誘電体多層膜フィルタ３２３〜３２６の波長の
調整のみを行えばよいので、図１に比べて調整はより簡
単になる。

【００４６】（実施形態５）図６は、本発明による実施
形態５の光波長選択フィルタ装置の概略構成を示す模式
図である。前記図４に示す実施形態３に対しても、前記
分波器としてスターカプラ及び誘電体多層膜フィルタ
を、合波器としてスターカプラも用いることもできる。

【００４７】図６において、４０１は１.５５ミクロン
帯の等間隔波長４波を伝搬する入力側光ファイバ、４０
２は入力側スターカプラ（例えば、入力１波・出力８波
のファイパ型スターカプラ）、４０３〜４１０は光ゲー
ト（例えば、ＳＯＡ光ゲートアレイ）、４１１は出力側
スターカプラ（例えば、入力８波・出力１波のファイパ
型スターカプラ）、４１２は出力側光ファイバ、４１３
〜４１６はドライバ回路、４１７〜４２０は逆方向電圧
を印加し、逆方向起電力を測定する逆方向起電力測定手
段、４２３〜４３０は誘電体多層膜フィルタである。

【００４８】前記光ゲート４０３〜４１０は、例えば、
半導体増幅器型（ＳＯＡ）光ゲートアレイで、各チャネ
ルにそれぞれスポットサイズ変換機能（ＳＳ）を集積す
るＰＬＣプラットフォームとのハイブリッド集積を実現
している。

【００４９】ここで、光ゲートアレイ４０４、４０６、
４０７、４０９の各光ゲートには、それぞれｏｎ／ｏｆ
ｆ制御信号を印加するためのドライバ回路４１３〜４１
６が接続され、光ゲート（ＳＯＡ光ゲート）４０３〜４
１０の制御を行う。

【００５０】すなわち、図６に示す構成によって、任意
のｍ波（０≦ｍ≦４）の光信号を遮断し、残りの光信号
を透過する多波長選択フィルタを実現している。

【００５１】本実施形態５において、第１の特徴は、誘
電体多層膜フィルタ４２３と４２４、４２５と４２６、
４２７と４２８、４２９と４３０が２つずつ同一の波長
を透過するように調整されている点である。

【００５２】より詳しく説明すると、前記λ１は、入力
側光ファイバ４０１→４０２→４２４→４０４→４１１
→出力側光ファイバ４１２の経路をたどり、ドライバ回
路４１３からの信号によってｏｎ／ｏｆｆするゲート４
０４によって遮断あるいは透過するとともに、モニタ波
長として同じλ１が入力側光ファイバ４０１→４０２→
４２３→４０３を伝搬し、ＳＯＡ光ゲートアレイのゲー
ト４０３に４０３によって受光される。

【００５３】同様にλ２は、入力側光ファイバ４０１→
４０２→４２６→４０６→４１１→出力側光ファイバ４
１２の経路をとると同時に４０１→４０２→４２５→４
０５によってモニタされ、λ３は、入力側光ファイバ４
０１→４０２→４２７→４０７→４１１→出力側光ファ
イバ４１２の経路をとると同時に４０１→４０２→４２
８→４０８によってモニタされ、λ４は、入力側光ファ
イバ４０１→４０２→３２９→４０９→４１１→出力側
光ファイバ４１２の経路をとると同時に４０１→４０２
→４３０→４１０によってモニタされる。

【００５４】第２の特徴は、４つの入力光に対して８つ
の導波路に分岐している点及び逆方向に電圧を印加する
とともに、逆方向起電力を測定する逆方向起電力測定手
段４１３〜４１６を備えている点である。なお、前記Ｓ
ＯＡ光ゲートアレイを受光器として用いる場合には光信
号の損失が大幅に増加する（通常光強度は１万分の１以
下になる）のでモニタ波長は出力側の出力側スターカプ
ラ４１１や出力側光ファイバ４１２には出力されない。

【００５５】また、本実施形態５の光波長選択フィルタ
装置は、同じ光信号波長に対して、出力側光ファイバ４
１２へと透過していく経路とモニタ用の経路を有する。
すなわち、各フィルタの波長と入力波長がずれていない
場合には、モニタ波長によって観測されるモニタ光の逆
方向起電力は最大値をとるが、波長がずれてくるに従っ
て逆方向起電力が減少する。すなわち、実際の運用では
逆方向起電力が最大となるように誘電体多層膜フィルタ
４２３〜４３０の透過波長を調整してやればよい。ま
た、誘電体多層膜フィルタ４２３〜４３０の透過波長に
問題がない状態で出力側光ファイバ４１２より出力され
る光信号が減少した場合は、ＳＯＡ光ゲート側の出力が
減少したためであるので、ＳＯＡ光ゲートをオン（ｏ
ｎ）する場合の注入電流を増やしてやればよい。

【００５６】この構成は、前記図４に示す実施例３の構
成に比べて出力側の出力側スターカプラ４１１の波長の
制御を行う必要がない。また、図４に示す実施例３で
は、信号光のいわゆる「漏れ光」を測定するために信号
光よりの１００分１以下の強度しか持たない弱い光信号
を測定するのに対し、基本的に信号光と同等なレベルの
モニタ光を観測できるために、精度の高い測定が可能に
なる。

【００５７】（実施形態６）前記実施形態１〜５の他
に、図１及び図４におけるアレイ導波路格子（ＡＷＧ）
１０２や１０７，２０２や２１１の代わりに、波長分波
器・波長合波器として、非対称マッハ・ツェンダ型（Ｍ
Ｚ）型フィルタをカスケード接続する手段もある。

【００５８】図７は、本発明による実施形態６の光波長
選択フィルタ装置に用いる非対称マッハ・ツェンダ型
（ＭＺ）型フィルタの概略構成を示す模式図である。図
７に示すように、本実形態６の光波長選択フィルタ装置
の非対称ＭＺ型フィルタ５００は、入力用導波路５０
１、入力側光カプラ５０２、長さ異なる２つの分岐導波
路５０３、出力側光カプラ５０４、２本の出力用導波路
５０５からなる。 前記２本の分岐導波路５０３の長さ
の差を所望の値にすることにより、入力用導波路５０１
により入力される波長多重光を所望の波長間隔で２つの
出力用導波路に割り振ることができる。

【００５９】ここで、図８に示すように、前記非対称Ｍ
Ｚ型フィルタ５００を透過波長間隔の異なる多段に接続
し、第１段で１ｎｍ間隔の透過波長を持つ非対称ＭＺ型
フィルタＭＺＦ１により１ｎｍ間隔に、第２段で２ｎｍ
間隔の透過波長を持つ非対称ＭＺ型フィルタＭＺＦ２に
より２ｎｍ間隔に、第３段で４ｎｍ間隔の透過波長を持
つ非対称ＭＺ型フィルタＭＺＦ３により４ｎｍ間隔に波
長を分波していく構成をとると、１ｎｍ間隔８波長を低
損失で分波及び合波することができる。この構造は本質
的に波長分波器・波長合波器用のアレイ格子と同等の特
性を持つ（参照文献：“Ｕltra-low loss,temperature-
insensitive 16-channel 100-ＧＨz dense wavelength
division multiplexers based on cascaded all-fiber
unbalanced Ｍach-Ｚehnder structure”,Ｃhi-hung Ｈ
uang, Ｈuali Ｓenlu Ｘu,and Ｐeter Ｃhen, ＯＦＣ/
ＩＯＯＣ 99, ＴuＨ2-2, Ｓan Ｄiego Ｃalifornia）。

【００６０】すなわち、図１の入力側のアレイ導波路格
子（ＡＷＧ）１０２の代わりに１入力４出力の非対称Ｍ
Ｚフィルタを、出力側のアレイ導波路格子（ＡＷＧ）１
０７の代わりに入出力を逆にした４入力１出力の非対称
ＭＺフィルタを、図４のアレイ導波路格子（ＡＷＧ）２
０２の代わりに１入力８出力の非対称ＭＺフィルタを、
出力側のアレイ導波路格子（ＡＷＧ）２１１の代わりに
入出力を逆にした８入力１出力の非対称ＭＺフィルタを
用いることにより、図１及び図４とまったく同一の結果
を得る。

【００６１】なお、図７において、出力波長は上からλ
１、λ５、λ３、λ７、λ２、λ４、λ６、λ８となっ
ているが、通常、非対称ＭＺフィルタは光ファイバを導
波路として形成されるので、出力ポートの光ファイバを
交差させることにより、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）を
同じように上からλ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ
６、λ７、λ８の順にすることが容易にできる。また、
光ファイバを用いた非対称ＭＺフィルタはアレイ導波路
格子（ＡＷＧ）に比べて光損失が小さい利点がある。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光波長選択フィルタ装置の光出力信号が弱い場合に、そ
の原因が光ゲートにあるのか、またはアレイ格子にある
のかを検知することができる。これにより、光波長選択
フィルタ装置を適切な状態に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態１の多波長選択フィルタ
装置の概略構成を示す模式図である。

【図２】図１に示す電気回路の概略構成を示すブロック
構成図である。

【図３】本発明による実施形態２の多波長選択フィルタ
装置に用いるピンポン伝送を説明するための模式図であ
る。

【図４】本発明による実施形態３の多波長選択フィルタ
装置の概略構成を示す模式図である。

【図５】本発明による実施形態４の光波長選択フィルタ
装置の概略構成を示す模式図である。

【図６】本発明による実施形態５の光波長選択フィルタ
装置の概略構成を示す模式図である。

【図７】本発明による実施形態６の光波長選択フィルタ
装置に用いる非対称ＭＺフィルタの概略構成を示すブロ
ック構成図である。

【図８】本実施形態６の非対称ＭＺフィルタを用いた光
波長選択フィルタ装置の接続例を示す図である。

【図９】従来の光波長選択フィルタ装置の構成例を示す
模式図である。

【符号の説明】

１０１…入力側光ファイバ、１０２…入力側アレイ導波
路格子（ＡＷＧ）、１０３〜１０６…光ゲート、１０７
…出力側アレイ導波路格子（ＡＷＧ）、１０８…出力側
光ファイバ、１０９〜１１２…ドライバ回路、１１３〜
１１６…逆方向起電力測定手段、１１７…光ゲート、１
１８〜１１９…光導波路、１２０…電気スイッチ、１２
１…ドライバ回路、１２２…レシーバ、２０１…入力側
光ファイバ、２０２…入力側アレイ導波路格子（ＡＷ
Ｇ）、２０３〜２１０…光ゲート、２１１…出力側アレ
イ導波路格子（ＡＷＧ）、２１２…出力側光ファイバ、
２１３〜２１６…ドライバ回路、２１７〜２２０…逆方
向起電力測定手段、３０１…入力側光ファイバ、３０２
…入力側スターカプラ、３０３〜３０６…光ゲート、３
０７…出力側スターカプラ、３０８…出力側光ファイ
バ、３０９〜３１２…ドライバ回路、３１３〜３１６…
逆方向起電力測定手段、３２３〜３３６…誘電体多層膜
フィルタ、４０１…入力側光ファイバ、４０２…入力側
スターカプラ、４０３〜４１０…光ゲート、４１１…出
力側スターカプラ、４１２…出力側光ファイバ、４１３
〜４１６…ドライバ回路、４１７〜４２０…逆方向起電
力測定手段、４２３〜４３０…誘電体多層膜フィルタ、
５００，ＭＺＦ１，ＭＺＦ２，ＭＺＦ３…非対称ＭＺ型
フィルタ、５０１…入力用導波路、５０２…入力側光カ
プラ、５０３…分岐導波路、５０４…出力側光カプラ、
５０５…出力用導波路、１００１…入力側光ファイバ、
１００２…入力側アレイ導波路格子（ＡＷＧ）、１００
３〜１０１０…光ゲート、１０１２…出力側光ファイ
バ、１０１３〜１０２０…ドライバ回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/025 Ｈ０１Ｓ 5/50 ６３０ Ｈ０１Ｓ 5/50 ６３０ Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｆ Ｈ０４Ｊ 14/00 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ 14/02 Ｕ Ｈ０４Ｂ 10/02 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 LA18 MA05 MA07 2H079 AA05 AA13 BA01 CA05 DA16 EA07 FA03 HA11 KA08 KA11 KA20 5F073 AB25 AB28 BA01 EA29 5K002 BA04 BA05 BA06 CA05 CA09 CA11 CA13 DA02 FA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長多重光から目的とする波長光を選択
   する多波長選択フィルタ装置であって、前記目的とする
   波長光に対応した出力ポート群を有する光波長分波器
   と、該光波長分波器の出力ポート群の出力側に設けられ
   た光ゲート群と、該光ゲート群を駆動する駆動手段と、
   前記光ゲート群の各光ゲートの逆方向起電力を測定する
   逆方向起電力測定手段と、該逆方向起電力測定手段の出
   力に基づいて前記光波長分波器の分波する波長を制御す
   る手段とを具備することを特徴とする多波長選択フィル
   タ装置。
2. 【請求項２】 波長多重光から目的とする波長光を選択
   する多波長選択フィルタ装置であって、前記目的とする
   波長光に対応した所定の出力ポート群とその他の出力ポ
   ート群を有する光波長分波器と、該光波長分波器の出力
   ポート群の出力側に設けられた光ゲートと、前記所定の
   出力ポート群の出力側に設けられた光ゲートを駆動する
   駆動手段と、前記その他の出力ポート群の各出力ポート
   に対応する光ゲートの逆方向起電力を測定する逆方向起
   電力測定手段と、該逆方向起電力測定手段の出力に基づ
   いて前記光波長分波器の分波する波長を制御する手段と
   を具備することを特徴とする多波長選択フィルタ装置。
3. 【請求項３】 請求項１の多波長選択フィルタ装置の光
   出力補償方法であって、前記各光ゲートの逆方向起電力
   を測定し、この測定された逆方向起電力値に基づいて前
   記光波長分波器の温度を補正し、前記光ゲートの動作点
   を調整して前記出力ポートの光出力レベルを補償するこ
   とを特徴とする多波長選択フィルタ装置の光出力補償方
   法。
4. 【請求項４】 請求項２の多波長選択フィルタ装置の光
   出力補償方法であって、前記その他のポート群の各出力
   ポートに対応する光ゲートの逆方向起電力を測定し、こ
   の測定された逆方向起電力値に基づいて前記光波長分波
   器の温度を補正し、前記所定の出力ポート群の各出力ポ
   ートに設けられた光ゲート群の動作点を調整して前記所
   定の出力ポート群の光出力レベルを補償することを特徴
   とする多波長選択フィルタ装置の光出力補償方法。