基于石墨烯等离激元的自由电子纳米激光器

本文探讨了一种可能的途径，利用石墨烯等离激元在自由电子上的受激散射实现从太赫兹到极紫外波段的激光输出。所提出的自由电子激光（FEL）方案的解析定量描述基于自洽的 Maxwell–Vlasov 方程组。我们研究了下转换与上转换。结果表明，利用极非相对论性电子源与石墨烯等离激元共振耦合，可实现红外辐射到太赫兹辐射的相干下转换。由于强局域的石墨烯等离激元，利用温和相对论性电子束可实现中红外到极紫外辐射的上转换。后者是一种有前景的台式短波长自由电子纳米激光器机制。