Ultra-short beam expander with segmented curvature control: the emergence of a semi-lens

Abbaslou Siamak; Gatdula Robert; Lu Ming; Stein Aaron; Jiang Wei

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Ultra-short beam expander with segmented curvature control: the emergence of a semi-lens

机译：具有分段曲率控制的超短射线膨胀机：半镜头的出现

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We introduce direct curvature control in designing a segmented beam expander, and explore novel design possibilities for ultra-compact beam expanders. Assisted by the particle swarm optimization algorithm, we search for an optimal curvature-controlled multi-segment taper that maintains width continuity. Counterintuitively, the optimization yields a structure with abrupt width discontinuity and width compression features. Through spatial phase and parameterized analysis, a semi-lens feature is revealed that helps to flatten the wavefront at the output end for higher coupling efficiency. Such functionality cannot be achieved by normal tapers in a short distance. The structure is fabricated and characterized experimentally. By a figure of merit that accounts for expansion ratio, length, and efficiency, this structure outperforms an adiabatic taper by 9 times. (C) 2017 Optical Society of America

机译：我们在设计分段光束扩展器时引入直接曲率控制，并探索用于超紧凑型光束扩展器的新颖设计可能性。通过粒子群优化算法辅助，我们搜索保持宽度连续性的最佳曲率控制的多段锥度。违反直接性地，优化产生具有突然的宽度不连续性和宽度压缩特征的结构。通过空间相位和参数化分析，揭示了半透镜特征，有助于在输出端处压平波前，以实现更高的耦合效率。这种功能不能通过短距离的普通锥度来实现。结构制造和特征在一起。通过占扩展比，长度和效率的优点的数字，这种结构优于绝热锥度9次。（c）2017年光学学会

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来源
《Optics Letters》 |2017年第21期|共4页
作者
Abbaslou Siamak; Gatdula Robert; Lu Ming; Stein Aaron; Jiang Wei;
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作者单位

Rutgers State Univ Dept Elect &

Comp Engn Piscataway NJ 08854 USA;

Rutgers State Univ Dept Elect &

Comp Engn Piscataway NJ 08854 USA;

Brookhaven Natl Lab Ctr Funct Nanomat Upton NY 11973 USA;

Brookhaven Natl Lab Ctr Funct Nanomat Upton NY 11973 USA;

Rutgers State Univ Dept Elect &

Comp Engn Piscataway NJ 08854 USA;

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原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类计量学;光学;
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