УДК 621.373.826
Полуклассическая теория спазера на
основе графена
И. А. Нечепуренко1,2, А. В.
Дорофеенко1,2,3, Ю. Е. Лозовик1,2,3,4,5
1Всероссийский научно-исследовательский институт
автоматики им. Н.Л. Духова
2Московский физико-технический институт
(Государственный университет)
3Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН
4Институт спектроскопии РАН
5Национальный исследовательский ядерный
университет «МИФИ
Статья поступила в редакцию 7
декабря 2015 г.
Аннотация. В данной работе
рассмотрен поверхностный плазмон-поляритонный лазер (спазер), который генерирует
поверхностные плазмоны в графеновой чешуйке. Произведен пересмотр основных
лазерных уравнений для описания спазера с учетом дисперсии материальных
параметров. Выполнен последовательный вывод уравнений динамики спазера, начиная
с уравнений Максвелла-Блоха. Получены уравнения динамики спазера в одномодовом
приближении и скоростные уравнения. Найдены выражения для параметров уравнений
через физические параметры системы. Приведены характерные численные значения
параметров скоростных уравнений, описывающих динамику спазера на основе графена.
Ключевые слова:
плазмонный генератор, плазмоника графена, спазер на основе графена, уравнения
Максвелла-Блоха, скоростные уравнения.
Abstract: In the present paper graphene nanoflake generator (spaser) is
considered. Consistent derivation of main equations for the description of
graphene spaser dynamics with the account of the material dispersion is
provided. Single-mode equations and rate equations are derived. Explicit
expressions for the parameters in the equations are obtained. Numerical values
of these parameters, which describe graphene spaser dynamics, are given.
Keywords: plasmonic generator, graphene plasmonics, graphene spaser,
Maxwell-Bloch equations, rate equations.