基于非Perturbative 超快载流子动力学的石墨烯非线性光学响应的栅极与光控
光学
2026-04-27 v1
摘要
尽管石墨烯的 Dirac 能带结构已使其成为超快光子电子器件的领导平台，但其在强激励下的非Perturbative 非线性响应仍鲜为人知。本文报告了石墨烯非线性光信号的超快光谱调制。通过利用一种可实现宽范围 electrostatic 栅极和高光学损伤阈值的可悬浮石墨烯平台，我们观察到第三谐波产生 (THG) 和和频产生 (SFG) 在泵激导致的非平衡载流子动力学驱动下的显著频率位移（最高达8 THz）。这种光谱位移的幅度甚至方向都可以通过费米能级和激励条件可逆控制。基于热载流子动力学的准平衡理论框架定量再现了测量的光谱演化，阐明了载流子加热与费米能级之间的关键相互作用。这些发现确立了一种通用的载流子介导光谱控制机制，为实现高速、栅控可调的非线性光子器件提供了实际途径。
引用
@article{arxiv.2604.22321,
title = {Gate- and Optically Controlled Nonlinear Optical Response in Graphene via Non-Perturbative Ultrafast Carrier Dynamics},
author = {Xiaolong Lv and Yu Zhang and Yuxuan Wei and Chuanshan Tian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.22321},
year = {2026}
}