JP2016161802A - 可変光減衰器及び光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】特定の波長の光に限って効率的に透過光パワーを可変できる可変光減衰器をコンパクトに実現する。
【解決手段】可変光減衰器１３は、光を透過する透明媒体１３０と、透明媒体１３０の光入射面に設けられた第１の反射膜１３１と、透明媒体１３０の光出射面に設けられた第２の反射膜１３２と、反射膜１３１及び１３２の間の光学的な共振長を可変する共振長可変媒体１３５と、を備える。第１の反射膜１３１は、第１波長λ１の光及び第２波長λ２の光のうち、少なくとも第１波長λ１の光を部分的に透過する第１反射率を有する。第２の反射膜１３２は、第１波長λ１の光に対して前記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、かつ、第２波長λ２の光に対して前記第２反射率よりも低い第３反射率を有する。
【選択図】図１

Description

本明細書に記載する技術は、可変光減衰器及び光モジュールに関する。

光通信技術分野においては、光送信機から光ファイバ（伝送路）へ送信された信号光が光受信機にて受信される。光受信機には、受光素子の一例としてＰＤ（フォトダイオード）が用いられる。ＰＤの一例としては、Ｐｉｎ−ＰＤやアバランシェＰＤ（ＡＰＤ）等が挙げられる。

特開２００８−２４４３９１号公報

ＰＤには、受光可能な入力光パワーレンジ（「受光可能レンジ」と称してよい。）に上限がある。「受光可能レンジ」は、ＰＤの正常動作を保証する「動作保証レンジ」と言い換えてもよい。

動作保証レンジの上限を超えるパワーレベルの光がＰＤに入射すると、定格を超える電流がＰＤに流れて、最悪の場合、ＰＤが破壊されるおそれがある。

例えば、ＡＰＤは、Ｐｉｎ−ＰＤに比べて、微弱なパワーレベルの入力光でも感度良く検出することが可能である反面、動作保証レンジの上限を超える過大なパワーレベルが入射すると、素子破壊に至り易い。

そのため、ＰＤに入射する光パワーレベルを、例えば可変光減衰器（ＶＯＡ）を用いて調整（制御）して、ＰＤの動作保証レンジに収めることが試みられる。

しかし、現状の可変光減衰器では、サイズ的に、光トランシーバ等の光モジュールに収まらない場合がある。その場合、光モジュールの外部（例えば、光モジュールと光ファイバ伝送路との間）に可変光減衰器を設けることが試みられる。しかし、この場合には、ＰＤへの受信光のみならず、光ファイバ伝送路への送信光にも損失（減衰）を与えてしまうことがある。

１つの側面では、本明細書に記載する技術の目的の１つは、特定の波長の光に限って効率的に透過光パワーを可変できる可変光減衰器をコンパクトに実現できるようにすることにある。

１つの側面において、可変光減衰器は、光を透過する透明媒体と、前記透明媒体の光入射面に設けられた第１の反射膜と、前記透明媒体の光出射面に設けられた第２の反射膜と、各反射膜の間の光学的な共振長を可変する共振長可変媒体と、を備えてよい。前記第１の反射膜は、第１波長の光及び第２波長の光のうち、少なくとも前記第１波長の光を部分的に透過する第１反射率を有してよい。一方、前記第２の反射膜は、前記第１波長の光に対して前記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、かつ、前記第２波長の光に対して前記第２反射率よりも低い第３反射率を有してよい。

また、１つの側面において、光モジュールは、光源と、受光素子と、光フィルタと、可変光減衰器と、制御部と、を備えてよい。光フィルタは、光伝送路から受信される第１波長の光を前記受光素子へ出力し、かつ、前記光源の出力光である第２波長の光を光伝送路へ出力してよい。可変光減衰器は、前記光フィルタから前記受光素子に入力する前記第１波長の光の減衰量を可変してよい。制御部は、前記可変光減衰器の前記減衰量を制御してよい。前記可変光減衰器は、光を透過する透明媒体と、前記透明媒体の光入射面に設けられた第１の反射膜と、前記透明媒体の光出射面に設けられた第２の反射膜と、各反射膜の間の光学的な共振長を可変する共振長可変媒体と、を備えてよい。前記第１の反射膜は、少なくとも前記第１波長の光を部分的に透過する第１反射率を有してよい。一方、前記第２の反射膜は、前記第１波長の光に対して前記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、かつ、前記第２波長の光に対して前記第２反射率よりも低い第３反射率を有してよい。前記制御部は、前記共振長可変媒体を制御することによって前記減衰量を制御してよい。

１つの側面として、特定の波長の光に限って効率的に透過光パワーを可変できる可変光減衰器をコンパクトに実現できる。

一実施形態に係る光トランシーバの構成例を示すブロック図である。 図１に例示する０度入射光フィルタ（エタロンフィルタ）の構成例を示す模式的側面図である。 （Ａ）は、図１及び図２に例示したエタロンフィルタにおける第１の誘電体多層膜の反射特性の一例を示す図であり、（Ｂ）は、図１及び図２に例示したエタロンフィルタにおける第２の誘電体多層膜の反射特性の一例を示す図である。 図１及び図２に例示したエタロンフィルタの透過特性を説明するための模式図である。 図１及び図２に例示したエタロンフィルタの透過特性の一例を示す図である。 図１及び図２に例示したエタロンフィルタの透過特性の波長シフトに応じたロス変化の一例を示す図である。 図１及び図２に例示したエタロンフィルタの、信号波長レンジにおける透過特性の設定例を示す図である。 図１及び図２に例示したエタロンフィルタの透明媒体に適用する有機材料（シリコーン樹脂）の特性を石英との比較で示す図である。 （Ａ）は、図１及び図２に例示したエタロンフィルタの電熱媒体が電熱線である例を示す図であり、（Ｂ）は、図１及び図２に例示したエタロンフィルタの電熱媒体が金属膜である例を示す図である。 図１に例示したフォトダイオード（ＰＤ）の一例であるアバランシェＰＤ（ＡＰＤ）の特性例を示す図である。 図１に例示した光トランシーバの、ＡＰＤバイアス制御系に着目した構成例を示すブロック図である。 図１及び図１１に例示した光トランシーバの起動時におけるＡＰＤバイアス制御及びＶＯＡロス制御の一例を示すフローチャートである。 図１及び図１１に例示した光トランシーバの起動後の通常運用時におけるＶＯＡロス制御の一例を示すフローチャートである。 図１及び図１１に例示した光トランシーバを電源ＯＦＦしてシャットダウンする際の、ＶＯＡロス及びＡＰＤバイアスの制御例を示すフローチャートである。 図１及び図１１に例示したＰＤの受光パワーレベルに対する電流の特性例を示す図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、図１及び図２に例示したエタロンフィルタの共振長をピエゾ素子によって可変する変形例を説明するための模式図である。 一実施形態及び変形例の効果の一例を説明するための図である。 一実施形態及び変形例の効果の一例を説明するための図である。 一実施形態及び変形例の比較例としての光トランシーバの構成例を示すブロック図である。 図１９に例示した比較例における０度入射光フィルタの構成例を示す模式的側面図である。 （Ａ）は、図１９に例示した比較例における０度入射光フィルタの波長に対する反射率の特性例を示す図であり、（Ｂ）は、図１９に例示した比較例における０度入射光フィルタの波長に対する透過率の特性例を示す図である。 図１９に例示した比較例において可変光減衰器を光トランシーバ外部に設けた構成例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。また、以下に説明する各種の例示的態様は、適宜に組み合わせて実施しても構わない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。

図１は、一実施形態に係る光トランシーバの構成例を示すブロック図である。図１に示す光トランシーバ１は、例示的に、光伝送路の一例である光ファイバ５へ波長λ２の光を送信し、当該光ファイバ５から波長λ１の光を受信する。

別言すると、光トランシーバ１は、１本の光ファイバ５を通じて波長の異なる光を送受信することが可能な光モジュールの一例であり、「一心双方向光モジュール（Bi-Directional Module：BiDi）」と称してもよい。

光トランシーバ１は、図１に示すように、例示的に、光源１１と、４５度入射光フィルタ１２と、０度入射光フィルタ１３と、フォトディテクタ（あるいはフォトダイオード）（ＰＤ）１４と、を備えてよい。また、光トランシーバ１は、制御回路２１と、温度調整回路２２と、受信回路２３と、を備えてよい。

なお、「４５度入射光フィルタ１２」は、「４５度光フィルタ１２」又は「光フィルタ１２」と略称してよく、また、「０度入射光フィルタ１３」は、「０度光フィルタ１３」又は「光フィルタ１３」と略称してよい。

光源１１は、例示的に、半導体レーザダイオード（ＬＤ）であってよく、例えば波長λ２の光を発光する。波長λ２の光は、「送信光」と称してよく、「送信光」の波長λ２は、「送信波長」と称してよい。なお、ＬＤ１１は、発光波長が固定のＬＤであってもよいし、発光波長が可変のチューナブルＬＤであってもよい。

４５度入射光フィルタ１２は、例示的に、一方（第１）の面に対して４５度の入射角で入射した波長λ２の光を、第１の面の反対面である第２の面から出射し、かつ、第２の面に対して４５度の入射角で入射した波長λ１の光を反射する特性を有する。当該特性は、「フィルタ特性」と称してよい。

したがって、送信波長λ２の光であるＬＤ１１の送信光は、４５度光フィルタ１２を透過して光ファイバ５に出力され、当該光ファイバ５から逆方向に伝搬して出力される波長λ１の光は、４５度光フィルタ１２の反射面で反射される。

別言すると、光フィルタ１２は、波長λ２の送信光と波長λ１の受信光とに共用であり、波長λ２の送信光と波長λ１の受信光とを空間的に分離できる。なお、受信光の波長λ１は、第１波長の一例であり、「受信波長」と称してもよい。一方、送信光の波長λ２は、第２波長の一例である。

受信波長λ１は、送信波長λ２とは異なる波長であり、例示的に、送信波長λ２よりも短波長（つまり、λ１＜λ２）であってよい。非限定的な一例として、受信波長λ１は、１．３μｍ帯の波長であってよく、また、送信波長λ２は、１．４９μｍ帯の波長であってよい。ただし、波長λ１及びλ２の値は、これらの波長帯に限定されない。また、波長λ１及びλ２の大小関係は、逆転してもよい。

光ファイバ５において送信波長λ２の光が伝搬する方向は「アップストリーム」と称してよく、その逆方向に受信波長λ１の受信光が伝搬する方向は「ダウンストリーム」と称してよい。

４５度光フィルタ１２の反射面で反射された受信波長λ１の反射光は、例示的に、その反射方向に配置された０度光フィルタ１３に導波される。

０度光フィルタ１３は、例示的に、４５度光フィルタ１２で反射された受信光（λ１）が入射角０度で入射するように配置される。０度光フィルタ１３は、例示的に、透明媒体１３０と、第１の誘電体多層膜（＃１）１３１と、第２の誘電体多層膜（＃２）１３２と、を備えてよい。誘電体多層膜１３１及び１３２は、それぞれ、第１及び第２の反射膜の一例である。

透明媒体１３０は、例示的に、光を透過する媒体であり、有機材料を適用してよい。有機材料の非限定的な一例は、シリコーン樹脂である。透明媒体１３０に、有機材料の一例であるシリコーン樹脂を適用する理由あるいはメリットについては後述する。

図１及び図２に例示するように、透明媒体１３０の一方の面（「第１の面」あるいは「光入射面」と称してもよい。）に、例示的に、第１の誘電体多層膜（＃１）１３１が備えられてよい。また、透明媒体１３０の他方の面（「第２の面」あるいは「光出射面」と称してもよい。）に、第２の誘電体多層膜（＃２）１３２が備えられてよい。

第１の誘電体多層膜１３１は、例えば図３（Ａ）に示すように、入射する光の波長に依存しない反射率を有し、波長によらず入射光の殆どを反射し、僅かな量の入射光に限って透明媒体１３０へ透過する。

別言すると、第１の誘電体多層膜１３１は、波長λ１及び波長λ２の光を部分的に透過し残りは反射する特性を有する。例示的に、第１の誘電体多層膜１３１の反射率（第１の反射率）は、１００％未満で可能な限り高い値に設定してよい。図３（Ａ）の例では、反射率＝９９．５％である。

第１の誘電体多層膜１３１の反射特性は、波長λ１及び波長λ２の光の透過を抑圧する特性である、と言い換えてもよい。なお、４５度光フィルタ１２から光ファイバ５に結合されなかった送信波長λ２の光（「迷い光」）と称してよい。）が、誘電体多層膜１３１に入射し得る。

一方、第２の誘電体多層膜１３２は、例えば図３（Ｂ）に示すように、波長依存性の反射率を有する。例示的に、第２の誘電体多層膜１３２は、受信波長λ１の光を部分的に反射し、かつ、送信波長λ２の光の反射を抑圧する（別言すると、波長λ２の光を透過する）特性を有する。

受信波長λ１の光は、０度光フィルタ１３を透過させたい波長の一例である。例示的に、第２の誘電体多層膜１３２の受信波長λ１に対する反射率（第２の反射率）は、第１の誘電体多層膜１３１の（第１の）反射率（例えば、９９．５％）よりも低い反射率（例えば、５０％）である。

第２の誘電体多層膜１３２で反射した受信波長λ１の光は、第１の誘電体多層膜１３１との間で透明媒体１３０を介して多重反射する。多重反射の光干渉（別言すると「共振」）によって、透明媒体１３０において波長λ１の定在波が生じる。したがって、波長λ１の光パワーが強められて、第２の誘電体多層膜１３２から出射される。

別言すると、０度光フィルタ１３は、ファブリペロー干渉系を用いたエタロンフィルタの一例であり、入射した波長λ１の光を、誘電体多層膜１３１及び１３２の間の透明媒体１３０内で共振させることによって強めて出力する。

誘電体多層膜１３１及び１３２に挟まれた透明媒体１３０は、誘電体多層膜１３１及び１３２の間の距離を決める「スペーサ１３０」に相当する、と捉えてもよい。スペーサ１３０に入射した光が透過する方向の、スペーサ１３０の厚み（ｄ）が、誘電体多層膜１３１及び１３２間の「干渉距離」すなわち光学的な「共振長」を決定する。

なお、第１の誘電体多層膜１３１を僅かに透過した送信波長λ２の光は、第２の誘電体多層膜１３２では実質的に反射されずに受信波長λ１の光と共に透過する。別言すると、第２の誘電体多層膜１３２は、送信波長λ２の光に対して、受信波長λ１の光に対する（第２の）反射率（例えば、５０％）よりも低い（第３の）反射率（例えば、実質的に０％）を有してよい。

したがって、送信波長λ２の光は、第１の誘電体多層膜１３１を透過して透明媒体１３０に入射しても、第２の誘電体多層膜１３２にて透明媒体１３０への反射が抑圧される。そのため、送信波長λ２の光は、誘電体多層膜１３１及び１３２の間で多重反射せず共振は生じない。よって、透明媒体１３０において、送信波長λ２の光の定在波は生じない（あるいは、抑圧される）。

しかも、送信波長λ２の光は、図３（Ａ）にて説明したように、第１の誘電体多層膜１３１にて殆ど反射されて「カット」）されているため、第２の誘電体多層膜１３２を透過したとしても、受信波長λ１の光の受信処理には実質的に影響しないと考えてよい。

別言すると、第１の誘電体多層膜１３１の反射特性は、受信希望波長λ１の光が、透明媒体１３０において定在波を生じるのに足りるだけのパワーで透過できれば、当該パワー以下で非受信希望波長λ２の光が透過することを許容する特性であってよい。

一方、第２の誘電体多層膜１３２の反射特性は、透明媒体１３０において、受信希望波長λ１については定在波を生じさせるために波長λ１の光を部分的に反射し、非受信希望波長λ２の光については定在波を生じさせないように反射を抑圧する特性であればよい。

第１及び第２の誘電体多層膜１３１及び１３２の反射（あるいは透過）特性を以上のように設定しておくことで、非受信希望波長λ２の光は受信希望波長λ１の光に対して大きく減衰させ、受信希望波長λ１の光は光干渉によって強めて出力することができる。

次に、図４〜図６を参照して、エタロンフィルタ１３の透過特性について説明する。図５に例示するように、エタロンフィルタ１３は、波長領域において透過率のピークが周期的に生じる透過特性を有する。

当該周期的な透過特性は、例示的に、フィネス（Finesse）と、フリースペクトルレンジ（ＦＳＲ）と、波長分解能（Full Width at Half Maximum, FWHM）とで、表すことができる。例えば、「フィネス」は、下記の数式１で表すことができ、「ＦＳＲ」は、下記の数式２で表すことができ、ＦＷＨＭは、下記の数式３で表すことができる。

ここで、図４に例示するように、「Ｒ」は、エタロンフィルタ１３への入射光（波長λ）の反射率を表し、「ｎ」は、エタロンフィルタ１３（透明媒体１３０）の屈折率を表す。また、「ｄ」は透明媒体（スペーサ）１３０の透過方向の厚みに相当する距離（共振長）を表す。

数式２から理解できるように、透明媒体１３０の屈折率ｎ及び共振長ｄが変化すると、ＦＳＲが変化する。ＦＳＲは、例えば図５に示すように、波長λの光の透過率のピーク間距離に相当する。屈折率ｎ及び共振長ｄが変化することで、当該ピーク間距離が変化する。例えば、波長（λ）一定で、屈折率ｎ及び共振長ｄの一方又は双方を大きくするほど、ＦＳＲは小さくなる。

ＦＳＲが変化すると、数式１及び数式３から理解できるように、エタロンフィルタ１３の波長分解能（ＦＷＨＭ）も変化する。例えば、波長λに対する反射率（Ｒ）一定で、ＦＳＲが小さくなると、ＦＷＨＭも小さくなる。ＦＷＨＭが小さくなると、波長変化に対する透過率変化が大きくなるため、波長に対する透過率変化の感度が大きくなる。

なお、図５には、１．４９μｍ帯（例えば、１４８０ｎｍ〜１５００ｎｍ）の波長レンジにおいて、透過率ピーク（別言すると、特定の波長λの定在波）が３つ生じるように、誘電体多層膜１３１及び１３２の反射特性が設定された例を示している。１４８０ｎｍ〜１５００ｎｍの波長レンジは、信号光の波長が設定され得る波長レンジ（「信号波長レンジ」と称してよい。）に相当すると捉えてよい。

図７に例示するように、受信波長λ１の信号光は信号波長レンジのいずれかの波長に設定され、図５及び図７の例は、信号波長レンジにおいて波長λ１に対して３つの透過率ピークが周期的に現われることを示している。

ここで、図６に例示するように、エタロンフィルタ１３の共振長ｄを変化させると、当該変化に応じてＦＳＲが変化するため、着目波長の光の透過率ピークを波長方向にシフトさせることができる。

当該波長シフトに応じて着目波長の光の透過率が変化するから、着目波長の光損失量（ロス）が変化する。図６の例では、１４９０ｎｍの波長に着目すると、波長シフトに応じて、透過率が０［ｄＢ］〜−２０［ｄＢ］程度の範囲で連続的に変化することが分かる。

したがって、エタロンフィルタ１３は、着目波長の光のロスが可変の可変光減衰器（ＶＯＡ）として機能させることができる。ＶＯＡ機能によるロスは、「ＶＯＡロス」と称してよい。

エタロンフィルタ１３の透過率が０［ｄＢ］であることは、ＶＯＡロスが最小であることに相当し、透過率が−２０［ｄＢ］であることは、ＶＯＡロスが最大であることに相当する、と捉えてよい。

着目波長が既述の受信波長λ１であれば、エタロンフィルタ１３は、ＶＯＡロスを最小値と最大値との間で可変することで、図７に例示するように、受信波長λ１の透過光パワーを可変できることになる。したがって、０度光フィルタ１３は、「ＶＯＡ機能付きエタロンフィルタ１３」と称してもよい。

以上のように、０度光フィルタ１３を、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に例示した反射特性を有するエタロンフィルタ構造とすることで、特定の波長（例えば、λ１）に限って透過光パワーを効率的に可変できるフィルタをコンパクトに実現できる。

なお、信号波長レンジにおいて、信号光の伝送に割り当てられる（受信）波長λ１が、どの波長に設定されるかが予め分からない場合や、波長λ１に例えば±１０ｎｍ程度のバラツキが生じる場合がある。例えば、図７の例において、信号波長レンジの短波長側、長波長側、及び、中間波長の３つの波長領域のいずれかに波長λ１が位置する可能性があると仮定する。

そのような場合であっても、信号波長レンジに現われる、エタロンフィルタ１３の複数の透過率ピークのうち、波長λ１の実際の波長位置に最も近い透過率ピークの波長シフトに応じたＶＯＡロスにて、波長λ１の透過光パワーを連続的に調整（制御）できる。

したがって、信号波長レンジに現われる、波長λ１の周期的な透過率ピークの数を増やすほど、より少ない波長シフト量で、波長λ１の透過光パワーを連続的に調整できる。

ただし、透過率ピークの数を増やすほど、波長方向の透過率変化が急峻になるため、僅かな波長シフト量でもＶＯＡロスが大きく変化するようになる。そのため、透過率ピークの数を増やしすぎると、ＶＯＡロス制御が困難あるいは不能になるおそれがある。したがって、信号波長レンジにおける透過率ピークの数は、実現したいＶＯＡロス幅に応じて適切な数に設定するとよい。

次に、図１に戻り、０度光フィルタ（エタロンフィルタ）１３の制御系に着目した説明を行なう。エタロンフィルタ１３の透明媒体１３０には、石英を適用可能であるが、本実施形態では、屈折率変化及び共振長変化の温度依存性が石英に比べて大きい有機材料（例えば、シリコーン樹脂）を適用する。

シリコーン樹脂製の透明媒体１３０は、石英に比べて、屈折率ｎ及び共振長ｄが温度変化に応じて大きく変化するから、より少ない温度変化で、より大きな波長シフト量、すなわち、ＶＯＡロスの可変幅（可変減衰幅）を得ることができる。

例えば、波長シフト量に相当する波長変化（Δλ）と、温度変化（ΔＴ）との関係は、シリコーン材料の屈折率及び熱膨張係数を、それぞれ、「ｎ」及び「α」として、下記の数式４によって表すことができる。

図８に、石英との比較で、シリコーン樹脂の屈折率の温度依存性（ｄｎ／ｄＴ）、熱膨張係数α、熱伝導率、温度依存性の波長変化（ｄλ／ｄＴ）の一例を示す。数式４及び図８から理解できるように、シリコーン樹脂は、同じ温度変化でも石英ガラスに比べて１０倍程度の屈折率変化を得ることができる。

また、シリコーン樹脂の熱伝導率は、石英の熱伝導率に比べて一桁小さいため、シリコーン樹脂は、同じ電力を印加した場合でも、石英に比べて、２桁以上の大きな屈折率変化を得ることができる。別言すると、同じ屈折率変化を得るのに、シリコーン樹脂では、石英に比べて圧倒的に少ない電力消費で済む。

本実施形態のエタロンフィルタ１３は、このようなシリコーン樹脂の特性を活かして、透明媒体１３０に石英を用いるよりも、より少ない温度変化及び消費電力で、より大きな可変減衰幅を実現可能である。

ただし、透明媒体１３０に適用する材料は、シリコーン樹脂に限られなくてよい。例えば、光を透過でき、石英よりも少ない温度変化で、より大きな屈折率変化が得られ、また、より少ない加熱量で大きな温度変化が得られる熱伝導率の高い材料であれば、透明媒体１３０に適用してよい。

エタロンフィルタ１３の温度制御は、例えば図１に例示するように、電流制御によって発熱及び吸熱を制御可能な熱電媒体１３５を、エタロンフィルタ１３に取り付けて、熱電媒体１３５に印加する電流を制御することで実現可能である。

熱電媒体１３５の一例は、ヒータやペルチェ素子等である。熱電媒体１３５の電流制御は、例示的に、図１に例示する温度調整回路２２によって実施されてよい。温度調整回路２２は、図１に例示するように制御回路２１とは個別の回路であってもよいが、制御回路２１に含まれていてもよい。別言すると、温度調整回路２２は、制御回路２１と一体化されて、制御回路２１によってエタロンフィルタ１３の温度制御が実施されてもよい。制御回路２１は、「制御部２１」と言い換えてもよい。

なお、ペルチェ素子に比べて低消費電力で安価なヒータを熱電媒体１３５に用いる場合は、エタロンフィルタ１３を環境温度（例えば、０〜＋７０℃）よりも高い温度（＞７０℃）で制御するとよい。別言すると、エタロンフィルタ１３の目標温度は、例示的に、ヒータによって、環境温度よりも高い温度に制御されてよい。

熱電媒体１３５は、例えば図９（Ａ）に模式的に示すように、エタロンフィルタ１３の入出力光の光路を阻害しない面に配線された電熱線であってよい。電熱線１３５の配線には、ボンディングを適用してよい。

あるいは、熱電媒体１３５は、例えば図９（Ｂ）に模式的に示すように、エタロンフィルタ１３の入出力光の光路を阻害しない範囲でエタロンフィルタ１３のいずれかの面に形成された金属膜であってもよい。金属膜１３５の形成には、蒸着を適用してよい。

熱電媒体１３５の一例である電熱線や金属膜には、例示的に、ニッケルクロム合金や白金等を適用してよい。ただし、電流を流すことで発熱及び吸熱を制御可能な材料であれば、熱電媒体１３５として用いてよい。

図１に戻り、ＰＤ１４は、受光素子あるいは受光デバイスの一例であり、エタロンフィルタ１３を透過した光を受光し、その受光パワーレベルに応じた電気信号（例えば、電流値）を制御回路２１に出力する。ＰＤ１４の受光パワーレベルに応じた電流値は、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）等を用いて電圧値に変換されてもよい。ＴＩＡは、例示的に、制御回路２１に備えられてよい。

なお、ＰＤ１４には、例示的に、微弱なパワーの入力光でも感度良く検出可能なアバランシェＰＤ（ＡＰＤ）を適用してよい。そのため、以下の説明において、ＰＤ１４を「ＡＰＤ１４」と表記することがある。

制御回路２１は、ＰＤ１４から入力された、受光パワーレベルに応じた電気信号を基に、温度調整回路２２を制御する。当該制御に応じて、エタロンフィルタ１３の温度が温度調整回路２２によって制御されて、エタロンフィルタ１３の周期的な透過特性が制御される。結果として、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスが制御されて、エタロンフィルタ１３の透過光パワーが制御される。

制御回路２１は、ＰＤ１４の受光パワーレベルをモニタしながら、ＰＤ１４の受光パワーレベルが受信回路２３での受信処理に適したパワーレベルとなるように、温度調整回路２２によってエタロンフィルタ１３の温度制御を行なう。

当該温度制御は、エタロンフィルタ１３の透過光パワーがＰＤ１４の受光可能レンジ（動作保証レンジ）に収まるように実施されてよい。これにより、受光可能レンジの上限値を超えるパワーの光がＰＤ１４に入射して、定格を超える電流がＰＤ１４に流れてしまい、ＰＤ１４が破壊されてしまうことを防止できる。

なお、エタロンフィルタ１３の温度制御（別言すると、ＶＯＡロス制御）は、エタロンフィルタ１３の受光パワーレベルのモニタ結果に加えて、例えば図１中に点線で示すように、受信信号光の品質指標に基づいて制御されてもよい。

受信信号光の品質指標の非限定的な一例としては、光信号対雑音比（optical signal to noise ratio, OSNR）やビットエラーレート（ＢＥＲ）等が挙げられる。ＯＳＮＲやＢＥＲは、例示的に、受信回路２３で検出されてもよいし、受信回路２３とは個別の検出回路（図示省略）にて検出されてもよい。ＯＳＮＲやＢＥＲのモニタ値が改善されるように、エタロンフィルタ１３の温度制御（ＶＯＡロス制御）が実施されてよい。

（エタロンフィルタの温度制御の一例）
エタロンフィルタ１３は、上述したように温度変化に応じて透過特性が変化する（例えば、波長方向にシフトする）。そのため、エタロンフィルタ１３の設置場所（例示的に、光トランシーバ１内）の環境温度が変化することによっても、エタロンフィルタ１３の透過特性が変化し得る。

別言すると、エタロンフィルタ１３の透過特性の絶対値は不確定である。また、受信光の波長（λ１）には、±２０ｎｍ程度のバラツキがあることもある。そのため、例えば、光トランシーバ１の起動時において、ＰＤ１４に入力される光パワーは、不確定である。故に、光トランシーバ１の起動時に、エタロンフィルタ１３からＰＤ１４へ、過大な光パワーの光が入力されて、ＰＤ１４が素子破壊に至る可能性を否定できない。

ＡＰＤ１４の増倍率は、図１０に例示するように、ＡＰＤ１４に印加するバイアス電圧（「逆電圧」とも称される。）Ｖｂが増加するほど、増加する傾向にある。非限定的な一例として、図１０の例では、バイアス電圧Ｖｂ＝５Ｖで増倍率＝１．０（一点鎖線参照）が得られ、バイアス電圧Ｖｂ＝２５Ｖで増倍率＝１０．０（点線参照）が得られる。以下、便宜的に、Ｖｂ＝５Ｖで動作するＡＰＤ１４を「通常モード」と称し、Ｖｂ＝２５Ｖで動作するＡＰＤ１４を「ＡＰＤモード」と称することがある。

ここで、光トランシーバ１の起動時等において、ＡＰＤ１４の入力光パワーが不確定であるにも関わらず、ＡＰＤ１４をＡＰＤモード（Ｖｂ＝２５Ｖ）で動作させると、通常モードよりも高い増倍率によって、過大な光電流がＡＰＤ１４に流れるおそれがある。

そこで、本実施形態では、例示的に、光トランシーバ１３の起動時（電源ＯＮ時）には、ＡＰＤ１４を「通常モード」に設定し、その後の通常運用時に、ＡＰＤ１４を「ＡＰＤモード」に設定する。「通常モード」及び「ＡＰＤモード」の設定は、「ＡＰＤバイアス制御」と称してもよい。

以下、具体例について、図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、図１に例示した光トランシーバ１の、ＡＰＤバイアス制御系に着目した構成例を示すブロック図である。図１２は、光トランシーバ１の起動時におけるＡＰＤバイアス制御及びＶＯＡロス制御の一例を示すフローチャートである。

図１１に例示するように、ＡＰＤ１４には、電圧可変電源１５が抵抗Ｒを介して電気的に接続されてよい。電圧可変電源１５は、例示的に、制御回路２１の制御に応じて、ＡＰＤ１４に、可変のバイアス電圧Ｖｂを印加できる。電圧可変電源１５の電圧可変レンジは、例示的に、０Ｖ〜２５Ｖであってよい。

なお、電圧可変電源１５は、ＡＰＤ１４を「通常モード」及び「ＡＰＤモード」のそれぞれに対応するバイアス電圧（例えば、０Ｖと２５Ｖと）を切り替え可能な「電圧切り替え電源」であってもよい。以下、電圧可変電源１５を、「バイアス電源１５」と称することがある。

（光トランシーバ起動時）
図１２に例示するように、光トランシーバ１の電源がＯＮされて起動されると（処理Ｐ１１）、制御回路２１は、ＡＰＤ１４が「通常モード」（例えば、Ｖｂ＝５Ｖ）に設定されているか否かを確認する（処理Ｐ１２）。別言すると、制御回路２１は、バイアス電源１５からＡＰＤ１４に印加されている現状のバイアス電圧Ｖｂを確認する。

確認の結果、ＡＰＤ１４が、「通常モード」に設定されていなければ、別言すると、「ＡＰＤモード」（例えば、Ｖｂ＝２５Ｖ）に設定されていれば（処理Ｐ１２でＮＯの場合）、制御回路１２は、ＡＰＤ１４を「通常モード」に設定変更する（処理Ｐ１３）。

一方、ＡＰＤ１４が、「通常モード」に設定されていれば（処理Ｐ１２でＹＥＳの場合）、制御回路１２は、モード設定変更は行なわなくてよい。

ＡＰＤ１４が「通常モード」に設定された状態において、ＡＰＤ１４から出力される電流値（「ＰＤ電流モニタ値」と称してもよい。）が、制御回路２１において検出される（処理Ｐ１４）。

制御回路２１は、検出したＰＤ電流モニタ値が示す受光パワーレベルＰが所定の閾値Ａを超えているか否かを判定する（処理Ｐ１５）。閾値Ａは、例示的に、ＡＰＤ１４が「ＡＰＤモード」で動作している時に、素子破壊に至らないパワーレベルに設定されてよい。

例えば図１５に示すように、ＡＰＤ１４の受光パワーレベルとＡＰＤ１４に流れる電流とが比例関係にあるとすると、閾値Ａは、ＡＰＤ１４の受光可能レンジの上限値未満に設定されてよい。閾値Ａは、制御回路２１に備えられたメモリ等の記憶装置や記憶媒体に記憶されてよい。

閾値判定の結果、ＡＰＤ１４の受光パワーレベルＰが閾値Ａを超えていれば（Ｐ＞Ａ；処理Ｐ１５でＹＥＳの場合）、制御回路２１は、温度調整回路２２に対してエタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを増加するように指示する。

温度調整回路２２は、制御回路２１からの指示に応じて、例えば、エタロンフィルタ１３の電熱媒体１３５に流す電流を制御することで、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスが増加するように、エタロンフィルタ１３の温度を制御する。

制御回路２１及び温度調整回路２２は、ＡＰＤ１４の受光パワーレベルＰが閾値Ａ以下（Ｐ≦Ａ）になるまで、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを増加制御してよい（処理Ｐ１６）。

ＡＰＤ１４の受光パワーレベルＰが閾値Ａ以下になれば、制御回路２２は、バイアス電源１５を制御して、ＡＰＤ１４を「ＡＰＤモード」に設定してよい（処理Ｐ１７）。例えば、Ｖｂ＝２５ＶがＡＰＤ１４に印加されるようにバイアス電源１５の出力電圧が制御されてよい。

以後、ＡＰＤ１４は、「ＡＰＤモード」にて動作し、光トランシーバ１は、通常運用時の動作に移行してよい（処理Ｐ１８）。

以上のようにして、光トランシーバ１の起動時には、制御回路２１が、ＡＰＤ１４を「通常モード」で動作させて、ＡＰＤ１４への入力光パワーレベルＰをモニタする。ＡＰＤ１４への入力光パワーレベルＰが閾値Ａを超えるレベルであれば、制御回路２１は、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを制御して、ＡＰＤ１４への入力光パワーレベルＰを下げる。その後に、制御回路２１は、ＡＰＤ１４を「ＡＰＤモード」に設定してバイアス電圧Ｖｂを上昇させる。

このような制御によって、環境温度の変化に起因してエタロンフィルタ１３の透過特性が不確定であり、また、受信波長（λ１）にバラツキがあったとしても、ＡＰＤ１４への入力光パワーレベルを、ＡＰＤ１４が素子破壊に至らない適切なレベルに制御できる。

したがって、例えば、光トランシーバ１の起動時に、エタロンフィルタ１３からＡＰＤ１４に、意図しない過大な入力光パワーがレベルの光が入射して、ＡＰＤ１４が破壊されてしまうことを防止できる。

（光トランシーバ通常運用時）
次に、図１３を参照して、光トランシーバ１の起動後の通常運用時におけるＶＯＡロス制御の一例について説明する。

図１２により上述したように、光トランシーバ１の起動後は、ＡＰＤ１４が、「ＡＰＤモード」に設定されている。ＡＰＤ１４が「ＡＰＤモード」に設定された状態において、図１３に例示するように、ＡＰＤ１４から出力されるＰＤ電流モニタ値が、制御回路２１において検出される（処理Ｐ２１）。

制御回路２１は、検出したＰＤ電流モニタ値が示す受光パワーレベルＰが所定の適正範囲（例示的に、図１５に示す「Ｂ＜Ｐ＜Ｃ」を満たす範囲）内にあるか否かを判定する（処理Ｐ２２）。

適正範囲の下限値（閾値）Ｂは、例えばＡＰＤ１４の最小受信感度を満たす入力光パワーレベルに設定されてよい。適正範囲の上限値（閾値）Ｃは、ＡＰＤ１４の受光可能レンジの上限値未満に設定されてよい。

閾値Ｂ及びＣは、個々のＡＰＤ１４の仕様やＴＩＡの仕様等を考慮して設定されてよい。閾値Ｂ及びＣも、既述の閾値Ａと同様に、例えば、制御回路２１に備えられたメモリ等の記憶装置や記憶媒体に記憶されてよい。

判定の結果、受光パワーレベルＰが適正範囲「Ｂ＜Ｐ＜Ｃ」内にあれば（処理Ｐ２２でＹＥＳの場合）、制御回路２１は、現状のエタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを維持したまま、ＡＰＤ１４の受光パワーレベルＰのモニタを継続してよい。

一方、受光パワーレベルＰが適正範囲「Ｂ＜Ｐ＜Ｃ」内に無いと判定されると（処理Ｐ２２でＮＯの場合）、制御回路２１は、温度調整回路２２に対してエタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを制御するように指示する。

例えば、受光パワーレベルＰが適正範囲の下限値Ｂ以下であれば、制御回路２１は、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを減少するように温度調整回路２２に指示する。これに対し、受光パワーレベルＰが適正範囲の上限値Ｃ以上であれば、制御回路２１は、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを増加するように温度調整回路２２に指示する。

温度調整回路２２は、制御回路２１からの指示に応じて、例えば、エタロンフィルタ１３の電熱媒体１３５に流す電流を制御することで、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスが減少又は増加するように、エタロンフィルタ１３の温度を制御する。

制御回路２１及び温度調整回路２２は、ＡＰＤ１４の受光パワーレベルＰが適正範囲「Ｂ＜Ｐ＜Ｃ」に収まるまで、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを制御する（処理Ｐ２３）。

以上のようにして、光トランシーバ１の通常運用時には、ＡＰＤ１４が適正な動作点で動作するように、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスがフィードバック制御されて、ＡＰＤ１４の入力光パワーレベルＰが適応的に適正化される。したがって、光受信特性の改善を図ることができる。

（光トランシーバシャットダウン時）
次に、図１４を参照して、光トランシーバ１を電源ＯＦＦしてシャットダウンする際の、ＶＯＡロス及びＡＰＤバイアスの制御例について説明する。

図１４に例示するように、光トランシーバ１が電源ＯＦＦされる場合、制御回路２１において、シャットダウン指示が検出される（処理Ｐ３１）。シャットダウン指示の検出に応じて、制御回路２１は、ＡＰＤ１４のＰＤ電流モニタ値を検出する（処理Ｐ３２）。

制御回路２１は、検出したＰＤ電流モニタ値が示す受光パワーレベルＰが所定の閾値Ｄ未満であるか否かを判定する（処理Ｐ３３）。閾値Ｄは、例示的に、図１５に示すように、適正範囲の下限値Ｂ未満の値であってよく、エタロンフィルタ１３で実現可能なＶＯＡロスの最大値に対応する値であってよい。閾値Ｄも、既述の閾値Ａ〜Ｃと同様に、例えば、制御回路２１に備えられたメモリ等の記憶装置や記憶媒体に記憶されてよい。

判定の結果、受光パワーレベルＰが閾値Ｄ以上であれば（処理Ｐ３３でＮＯの場合）、制御回路２１は、温度調整回路２２に対してエタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを例えば最大値に増加するように指示する（処理Ｐ３４）。

温度調整回路２２は、制御回路２１からの指示に応じて、例えば、エタロンフィルタ１３の電熱媒体１３５に流す電流を制御することで、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスが最大値となるように、エタロンフィルタ１３の温度を制御する。

一方、受光パワーレベルＰが閾値Ｄ未満であれば（処理Ｐ３３でＹＥＳの場合）、制御回路２１は、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロス制御を実施しなくてよい。ただし、制御回路２１は、ＡＰＤ１４のＰＤ電流モニタ値に関わらず、シャットダウン指示の検出に応じて、ＶＯＡロスを最大値に制御するようにしてもよい。

受光パワーレベルＰが閾値Ｄ未満の状態で、制御回路２１は、ＡＰＤ１４のバイアス電圧Ｖｂを下げるようにバイアス電源１５を制御して、ＡＰＤ１４を「通常モード」に設定してよい（処理Ｐ３５）。

ＡＰＤ１４が「通常モード」に設定されると、制御回路２１は、例えば温度調整回路２２向けの電源をＯＦＦ（「ＶＯＡ電力停止」と称してよい。）し、自らもシャットダウンしてよい（処理Ｐ３６）。

以上のように、光トランシーバ１のシャットダウン時には、エタロンフィルタ１３のＶＯＡロスを例えば最大値に制御した状態で、ＡＰＤ１４のバイアス電圧Ｖｂを下げ、その後に、ＶＯＡ電力を停止する。

したがって、光トランシーバ１のシャットダウン時に、ＡＰＤ１４に、意図しない過大なパワーレベルの光が入射することを防止できる。

（変形例）
なお、上述した実施形態では、エタロンフィルタ１３の透過特性を温度制御（別言すると、電熱媒体１３５の電流制御）によって制御する例について説明した。温度制御よりも高速な応答速度が求められる場合には、ピエゾ素子の電圧制御を利用してよい。

ピエゾ素子は、電圧印加に応じて形状が変化する性質を有する圧電素子の一例である。例えば図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に例示するように、エタロンフィルタ１３を透過する光路と平行な、２つの対向面にピエゾ素子１３６Ａ及び１３６Ｂを付着する。

ピエゾ素子１３６Ａ及び１３６Ｂに電圧を印加すると、図１６（Ｂ）に模式的に例示するように、その形状が変化するため、当該形状変化に応じた応力がエタロンフィルタ１３に加わる。

ピエゾ素子１３６Ａ及び１３６Ｂからの応力に応じて、エタロンフィルタ１３（透明媒体１３０）の形状が変化すると、誘電体多層膜１３１及び１３２間の距離が変化するため、エタロンフィルタ１３の光学的な「共振長」（図４の「ｄ」）が変化する。

このようにして、ピエゾ素子１３６Ａ及び１３６Ｂの電圧印加に応じた形状変化を利用して、エタロンフィルタ１３の透過特性を可変することができる。ピエゾ素子１３６Ａ及び１３６Ｂの電圧印加による形状変化の応答速度は、例示的に、数ミリ秒（ｍｓ）オーダで実現できるので、電熱媒体１３５の電流制御よりも高速なＶＯＡロス制御を実現できる。

なお、電熱媒体１３５並びにピエゾ素子１３６Ａ及び１３６Ｂは、いずれも、エタロンフィルタ１３の透過特性（別言すると、光学的な「共振長」）を可変する媒体、手段、機構、あるいは構造の一例である。

また、エタロンフィルタ１３は、１波長（例えば、受信波長λ１）の光を増幅する光増幅器（便宜的に「１波用光増幅器」と称してよい。）の出力に設けられてもよい。例示的に、ピエゾ素子１３６Ａ及び１３６Ｂ付きのエタロンフィルタ１３は、上述したように応答速度を高速化できるから、１波用光増幅器の出力光パワーを高速に制御可能である。

したがって、励起光パワー制御に拠らずに、１波用光増幅器の利得一定制御（automatic gain control, AGC）や出力一定制御（automatic level control, ALC）を、十分な応答速度で実現することができる。

また、エタロンフィルタ１３は、特定の波長（例えば、λ１）に限って多重反射による光干渉を生じさせて出力するから、１波用光増幅器で生じる自然放出（ＡＳＥ）光成分を除去あるいは抑圧することが可能である。

したがって、ＡＳＥ光成分を、ゲインイコライザ（ＧＥＱ）等の個別の光フィルタを用いて除去あるいは抑圧しなくてもよい。あるいは、ＧＥＱに求められる性能（あるいは特性）を緩和することができる。

（効果の一例）
上述した実施形態及び変形例によれば、透過特性が可変のエタロンフィルタ１３をＰＤ１４の前段に配置し、エタロンフィルタ１３の透過特性（ＶＯＡロス）を制御することで、所望の受信波長（λ１）の光パワーレベルを調整することができる。

したがって、受信波長の光パワーレベルをＰＤ１４の動作保証レンジ内に調整することができ、受信回路２３（光トランシーバ１）の入力ダイナミックレンジを、ＰＤ１４の動作保証レンジに依存せずに、拡大化することができる（図１８のＤＲ１参照）。

また、エタロンフィルタ１３は、図１に例示したように、４５度光フィルタ１２とＰＤ１４との間の受信波長（λ１）の光路に設けられているため、受信波長のＶＯＡロス制御が送信波長（λ２）の光に影響することは無い。

したがって、上述した受信波長のダイナミックレンジ拡大は、送信波長の出力光に損失を与えずに（別言すると、送信光パワーレベルを目標値に維持し易い）実現可能である。

更に、図５に例示したように、エタロンフィルタ１３の透過率は、原理的には、ＶＯＡロスの最小値相当で０［ｄＢ］にできるので、受信波長に対するエタロンフィルタ１３の挿入損失をゼロ（あるいは無視してよい値）にできる（図１８のＤＲ１参照）。別言すると、ＰＤ１４の最小受信感度が劣化することを抑止できる。

したがって、図１８に例示するように、受信回路２３（ひいては、光トランシーバ１）の入力ダイナミックレンジ下限仕様を狭めずに、入力ダイナミックレンジ上限仕様の制限を緩和する、あるいは、無くすことができる。

なお、図１７及び図１８において、ＤＲ２は、光トランシーバ１の受信波長光路にエタロンフィルタ１３を適用せずにＡＰＤ１４を単独で設けた場合の、光トランシーバ１（受信回路２３）の入力ダイナミックレンジの一例を示す。

また、ＤＲ３は、光トランシーバ１の受信波長光路に、（可変又は固定）光減衰器とＰｉｎ−ＰＤとを設けた場合の、光トランシーバ１（受信回路２３）の入力ダイナミックレンジの一例を示す。

ＡＰＤ１４は、既述のように、微弱な入力光でも感度良く検出可能である一方、入力光パワーレベルに上限がある（別言すると、素子破壊のリスクがある）。そのため、光トランシーバ１の受信波長光路にＡＰＤ１４を単独で設けると、光トランシーバ１の入力ダイナミックレンジＤＲ２は、ＡＰＤ１４の動作保証レンジに制限される。

また、光トランシーバ１の受信波長光路に、光減衰器とＰｉｎ−ＰＤとを設けた構成では、入力ダイナミックレンジＤＲ３をＡＰＤ単独適用の場合よりは拡大でき得るが、光減衰器の挿入損失分に応じて、入力ダイナミックレンジＤＲ３の下限が制限される。

また、光減衰器として可変光減衰器を個別的に適用すると、光トランシーバ１のサイズや消費電力が増加するおそれがある。また、光減衰器として固定光減衰器を適用すると、ＶＯＡロスの調整がマニュアル作業に強く依存するため、保守管理が煩雑化するおそれがある。

これに対して、上述した実施形態のエタロンフィルタ１３によれば、受信波長に対する透過特性を調整することでＶＯＡ機能が実現されるから、ＶＯＡを個別に設けなくてよく、光トランシーバ１のサイズ増加を招くことが無い。別言すると、光トランシーバ１の小型化を図ることができる。

また、エタロンフィルタ１３は、受信波長の光を光干渉（光共振）によって強めてＰＤ１４へ出力するから、受信波長の光を集光するレンズ等の光学的集光デバイスを、受信波長光路に設けなくてよい。したがって、集光デバイスの挿入損失を無くすことができる。

また、エタロンフィルタ１３は、その周期的な透過特性を波長方向にシフトさせることで、ＶＯＡロスを連続的に可変することができる。したがって、信号波長レンジ内に複数の透過率ピークが現われるように、エタロンフィルタ１３の透過特性の周期を設定しておくことで、広帯域な信号波長レンジ（例えば２０ｄＢ程度）においてフレキシブルなＶＯＡロスをサポートすることが可能になる。

例えば、広帯域な信号波長レンジ内のいずれかの目的波長に最も近い透過率ピークの波長シフトに応じたＶＯＡロスを用いることで、より少ない電力でより大きなＶＯＡロス幅を実現できる。したがって、より少ない消費電力で、ＰＤ１４への入力光パワーレベルを適切なレベルに最適化制御することができる。

更に、ＶＯＡ機能付きのエタロンフィルタ１３の温度制御は、光トランシーバ１の内部という限られたスペースでの制御であるため、温度制御のための電力消費量を効率化し易く、低消費電力化を図りやすい。

しかも、エタロンフィルタ１３の透明媒体１３０に、屈折率の温度変化が石英よりも大きな有機材料（例えば、シリコーン樹脂）を適用することで、より少ない温度変化で、より大きな可変減衰幅を得ることができる。したがって、消費電力の更なる効率化を図ることができる。

また、エタロンフィルタ１３の透過特性は、ＰＤ１４のＰＤ電流モニタ値を基に、受信波長の光に対して損失が適切になるようにフィードバック制御すればよいから、複雑な制御は必要なく、簡易な制御回路２１で受信特性の向上を図ることができる。

更に、エタロンフィルタ１３の透過特性の制御は、数ｍｓ〜１００ｍｓ程度のオーダの応答速度で実現できるので、個別のＶＯＡを適用する場合よりも、応答速度の高速化を図ることができる。

また、エタロンフィルタ１３は、その周期的な透過特性の波長シフトによってＶＯＡロスを制御できるので、ＭＥＭＳミラーを用いたＶＯＡや機械式のＶＯＡに適用される可動部分を排除できる。したがって、可動部分の故障によってＶＯＡロス制御が不能になるようなことが無く、光トランシーバ１の信頼性を向上できる。

（比較例）
図１９は、既述の実施形態及び変形例に対する比較例に係る光トランシーバ１００の構成例を示すブロック図である。図１９に示す光トランシーバ１００は、図１に例示した光トランシーバ１と同様に、光源１１０と、４５度光フィルタ１２０と、フォトディテクタ（あるいはフォトダイオード）（ＰＤ）１４０と、受信回路２３０と、を備えてよい。

ただし、光トランシーバ１００は、図１に例示した０度光フィルタ（ＶＯＡ機能付きエタロンフィルタ）１３に代えて、透明媒体に石英１３０Ａを用いた０度光フィルタ１３Ａが、４５度光フィルタ１２０とＰＤ１４０との間の受信波長光路に備えられる。

０度光フィルタ１３Ａは、石英１３０Ａの光入射面に誘電体多層膜１３１Ａを備える。誘電体多層膜１３１Ａは、例えば図２０、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示すように、受信希望波長λ１の光は透過し、非受信希望波長（送信波長）λ２の光は反射する反射（透過）特性を有する。当該特性は、別言すると、波長λ１を透過するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）特性である。

このような構造の０度光フィルタ１３Ａを用いて、迷い光である送信波長λ２の光はカットし、受信希望波長λ２の光に限ってＰＤ１４０へ入射させることが可能である。しかし、０度光フィルタ１３Ａは、波長λ２の光を透過できるだけで透過光パワーは可変できない。そのため、ＰＤ１４０の動作保証レンジに光トランシーバ１００の入力ダイナミックレンジが制限される。

光トランシーバ１００の入力ダイナミックレンジ拡大のために、波長λ２の光の損失を可変にするには、０度光フィルタ１３ＡとＰＤ１４０との間にＶＯＡを、別途、設ければよい。しかし、ＶＯＡを個別的に追加すると、光トランシーバ１００のサイズが増大しかねない。

例えば、現状の小型ＶＯＡは、最小挿入損失が約２ｄＢで、サイズが１０×３０ｍｍ〜１０×４０ｍｍ程度のモジュールであるが、光トランシーバ１００のサイズが規格等で既に決まっていると、光トランシーバ１００内にＶＯＡを適用できない場合がある。

そこで、図２２に例示するように、光トランシーバ１００の外部（例えば、４５度光フィルタ１２０と光ファイバ５との間）にＶＯＡ３００を設けて、光トランシーバ１００の入力ダイナミックレンジ拡大を図ることが考えられる。

しかし、４５度光フィルタ１２０と光ファイバ５との間にＶＯＡ３００を設けてしまうと、受信波長λ１の光のみならず、送信波長λ２の光まで不必要に減衰させてしまう。そのため、送信波長λ２の出力光パワーを目標値に維持しようとすると、光源１１０の出力光パワーをＶＯＡ３００での減衰量に応じて増加せざるを得ない。結果として、光トランシーバ１００の消費電力が増大する。

図１に例示したように、図１９の０度光フィルタ１３Ａを、ＶＯＡ機能付きのエタロンフィルタ１３に置き換えるだけで、光トランシーバ１のサイズやコスト、挿入損失、消費電力等を増大させずに、入力ダイナミックレンジの拡大化を図ることができる。

したがって、安価な光アクセスネットワークにおいて特別な光レベル調整機能を備えない光トランシーバ１の受信部に、１品種のＶＯＡ機能付きエタロンフィルタ１３を適用するだけで、既述の各種効果を奏することができる。

例えば、サイズインパクトが最小であり、受信波長光路への挿入損失が無視可能であり、広帯域な受信波長をサポートし、かつ、入力ダイナミックレンジを拡大可能な、光トランシーバ１を安価に実現できる。

１ 光トランシーバ（光モジュール）
５ 光ファイバ（伝送路）
１１ 光源（ＬＤ）
１２ ４５度入射光フィルタ
１３ ０度入射光フィルタ（エタロンフィルタ）
１３０ 透明媒体（有機材料；シリコーン樹脂）
１３１，１３２ 誘電体多層膜
１３５ 電熱媒体
１３６Ａ，１３６Ｂ ピエゾ素子（圧電素子）
１４ フォトダイオード（ＰＤ）
１５ 電圧可変電源（バイアス電源）
２１ 制御回路
２２ 温度調整回路
２３ 受信回路

Claims (10)

1. 光を透過する透明媒体と、
   前記透明媒体の光入射面に設けられた第１の反射膜と、
   前記透明媒体の光出射面に設けられた第２の反射膜と、
   前記第１及び第２の反射膜の間の光学的な共振長を可変する共振長可変媒体と、を備え、
   前記第１の反射膜は、第１波長の光及び第２波長の光のうち、少なくとも前記第１波長の光を部分的に透過する第１反射率を有し、
   前記第２の反射膜は、前記第１波長の光に対して前記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、かつ、前記第２波長の光に対して前記第２反射率よりも低い第３反射率を有する、可変光減衰器。
2. 前記第１の反射膜は、前記第１波長の光及び前記第２波長の光の双方に対して前記第１反射率を有する、請求項１に記載の可変光減衰器。
3. 前記透明媒体は、有機材料を用いて構成された、請求項１又は２に記載の可変光減衰器。
4. 前記有機材料は、シリコーン樹脂である、請求項３に記載の可変光減衰器。
5. 前記共振長可変媒体は、電熱媒体であり、
   前記共振長を可変することは、前記電熱媒体によって前記透明媒体の温度を可変して前記透明媒体の屈折率を変化させることである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変光減衰器。
6. 前記共振長可変媒体は、圧電素子であり、
   前記共振長を可変することは、前記圧電素子の印加電圧に応じた形状変化によって前記透明媒体に応力を加えて前記第１及び第２の反射膜の間の距離を変化させることである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変光減衰器。
7. 前記第１〜第３反射率は、前記第１波長にて伝送される信号光が設定され得る波長レンジにおいて、前記第１波長の光に対して周期的な複数の透過率ピークが現われるように設定された、請求項１〜６のいずれか１項に記載の可変光減衰器。
8. 光源と、
   受光素子と、
   光伝送路から受信される第１波長の光を前記受光素子へ出力し、かつ、前記光源の出力光である第２波長の光を光伝送路へ出力する光フィルタと、
   前記光フィルタから前記受光素子に入力する前記第１波長の光の減衰量を可変する可変光減衰器と、
   前記可変光減衰器の前記減衰量を制御する制御部と、を備え、
   前記可変光減衰器は、
   光を透過する透明媒体と、
   前記透明媒体の光入射面に設けられた第１の反射膜と、
   前記透明媒体の光出射面に設けられた第２の反射膜と、
   前記第１及び第２の反射膜の間の光学的な共振長を可変する共振長可変媒体と、を備え、
   前記第１の反射膜は、少なくとも前記第１波長の光を部分的に透過する第１反射率を有し、
   前記第２の反射膜は、前記第１波長の光に対して前記第１反射率よりも低い第２反射率を有し、かつ、前記第２波長の光に対して前記第２反射率よりも低い第３反射率を有し、
   前記制御部は、
   前記共振長可変媒体を制御することによって前記減衰量を制御する、光モジュール。
9. 前記制御部は、
   前記受光素子の受光パワーレベルをモニタし、前記受光パワーレベルが前記受光素子の受光可能レンジに収まるように、前記減衰量を制御する、請求項８に記載の光モジュール。
10. 前記制御部は、
    前記光モジュールの起動時において、前記受光素子の増倍率を調整するバイアス電圧を、前記光モジュールの通常運用時のバイアス電圧よりも低い電圧に制御し、前記受光パワーレベルが前記受光可能レンジに収まると、前記バイアス電圧を前記通常運用時のバイアス電圧に制御する、請求項９に記載の光モジュール。

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