Adaptive Equalization With Time Lenses

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1 Adaptive Equalization With Time Lenses Wolfgang Freude Institute of High-Frequency and Quantum Electronics (IHQ), University of Karlsruhe, Germany Universität Karlsruhe (TH) Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ) Institute Seminar December 13, 2006

2 Spatial Fourier transform Farfield transform Lens transform Gaussian beam Dispersion in linear waveguide Chirp in dispersive waveguide Analogy to Gaussian beam Adaptive dispersion compensation Time lens transform Imaging with 2nd-order dispersion Experiment Outline IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 1

3 Spatial Fourier transform Farfield transform Lens transform Gaussian beam Dispersion in linear waveguide Chirp in dispersive waveguide Analogy to Gaussian beam Adaptive dispersion compensation Time lens transform Imaging with 2nd-order dispersion Experiment Outline IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 2

4 Fourier Transform by Propagation Solution of Wave Equation Freude, W.: 'Analyse von Lichtwellenleitern aus dem Nah- und Fernfeld (Analysis of light waveguides from nearfield and farfield data)'. Habilitationsschrift, Karlsruhe, Eq. (F3-14) The full text is available: IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 3

5 Spatial Fourier transform Farfield transform Lens transform Gaussian beam Dispersion in linear waveguide Chirp in dispersive waveguide Analogy to Gaussian beam Adaptive dispersion compensation Time lens transform Imaging with 2nd-order dispersion Experiment Outline IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 4

6 Fourier Transform by Propagation Thin Lens x γ d L L+F z 0 L L+F z IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 5

7 Spatial Fourier transform Farfield transform Lens transform Gaussian beam Dispersion in linear waveguide Chirp in dispersive waveguide Analogy to Gaussian beam Adaptive dispersion compensation Time lens transform Imaging with 2nd-order dispersion Experiment Outline IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 6

8 Gaussian Beam Amplitude and Phase Surfaces IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 7

9 Spatial Fourier transform Farfield transform Lens transform Gaussian beam Dispersion in linear waveguide Chirp in dispersive waveguide Analogy to Gaussian beam Adaptive dispersion compensation Time lens transform Imaging with 2nd-order dispersion Experiment Outline IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 8

10 Dispersion in a Linear Waveguide with Transfer Function Bahaa, E. A.; Mansour, I.: Transmission of pulse sequences throuqh monomode fibers. Appl. Optics 21 (1982), Freude, W.: Meßverfahren der optischen Nachrichtentechnik: Lichtwellenleiter. Vorlesungsmanuskript Anhang F, Seite F46 The full text is available: M. Nakazawa, T. Hirooka, F. Futami, S. Watanabe: Ideal distortion-free transmission using optical Fourier transformation and Fourier transform-limited optical pulses. IEEE Photon. Technol. Lett. 16 (2004) T. Hirooka, M. Nakazawa: Optical adaptive equalization of high-speed signals using time-domain optical Fourier transformation. J. Lightw. Technol. 24 (2006) IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 9

11 Dispersion in a Linear Lossless Waveguide IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 10

12 Spatial Fourier transform Farfield transform Lens transform Gaussian beam Dispersion in linear waveguide Chirp in dispersive waveguide Analogy to Gaussian beam Adaptive dispersion compensation Time lens transform Imaging with 2nd-order dispersion Experiment Outline IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 11

13 Gaussian Impulse Evolution in Time and Space IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 12

14 Gaussian Impulse Chirp, Dispersion, and Group Delay IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 13

15 Spatial Fourier transform Farfield transform Lens transform Gaussian beam Dispersion in linear waveguide Chirp in dispersive waveguide Analogy to Gaussian beam Adaptive dispersion compensation Time lens transform Imaging with 2nd-order dispersion Experiment Outline IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 14

16 Approach to Adaptive Dispersion Compensation IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 15

17 Fourier Transform by Chirp Time Lens IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 16

18 Spatial Fourier transform Farfield transform Lens transform Gaussian beam Dispersion in linear waveguide Chirp in dispersive waveguide Analogy to Gaussian beam Adaptive dispersion compensation Time lens transform Imaging with 2nd-order dispersion Experiment Outline IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 17

19 Fourier Transform by Chirp Time Lens IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 18

20 Adaptive Dispersion Compensation Time Lens IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 19

21 Spatial Fourier transform Farfield transform Lens transform Gaussian beam Dispersion in linear waveguide Chirp in dispersive waveguide Analogy to Gaussian beam Adaptive dispersion compensation Time lens transform Imaging with 2nd-order dispersion Experiment Outline IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 20

22 Experimental Setup 160 Gbit/s IHQ-Seminar Institut für Hochfrequenztechnik und Quantenelektronik (IHQ), Universität Karlsruhe 21

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