非线性频率转换对扩展激光源的有效光谱范围起到了重要作用。强激光脉冲与非线性晶体相互作用产生不同频率的光。重要的是，产生的光取代了输入激光器的时空相干性，因此可以看作是另一种具有不同频率的激光器。日本RIKEN SPring-8研究中心的Takashi Tanaka提出了一种简单的自由电子激光器(FELs)的差频产生方案，在这种方案中，电子束与双频激光器相互作用并且在差频下发射强相干辐射。分析表明，在FELs中电子束中微束的形成是最重要的过程，该过程主要受非线性波混合控制。文中给出了将该方案应用于太赫兹辐射产生的数值实例，这是该方案最重要的应用之一。

图 (a) HGHG FEL加速器部件布局示意图；(b)提出的DFG加速器部件布局示意图

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