X射線
鐳射
X射線鐳射，波長處於X射線波段的鐳射，具有相當大的潛在應用前景。2012年2月美國科學家造出世界上波長最短最純的X射線鐳射。
概述
X射線鐳射就是指波長處於X射線波段的鐳射，它兼具有波長短和相干性好的特點。[1]波長小於1納米，它被看作能給原子世界照相的“夢幻之光”。在從基礎研究到應用開發的廣闊領域，比如膜蛋白的結構分析、納米技術等領域，X射線鐳射的應用前景都被看好。
原理
X射線能説明人們深入觀察原子和分子世界。1976年科學家預言稱，X射線鐳射能被用製造可見光鐳射的方法製造出，即通過原子內部電子從高能級向低能級躍遷，釋放單色光的方法。為了製造這種原子鐳射，科學家利用強大的X射線脈衝從密封艙中的氖原子中敲除電子，從而在氖原子外殼上留下“小洞”。當電子再回落填補這些“小洞”時，大約有1/50的原子通過發出一個在X射線範圍內的光子來回應。這樣，X射線激發臨近更多的氖原子釋放更多的X射線，如此的多米諾效應將鐳射放大了2億倍。 [4]
研發
1984年，美國利用高功率雷射器作激勵源，在實驗室測到了X射線鐳射。[2]
2009年4月，美國的直線加速器相干光源創下0.15納米的最短波長世界紀錄。
2011年06月，日本理化研究所和高輝度光科學研究中心的研究人員利用建在兵庫縣的X射線自由電子鐳射裝置發出了波長僅0.12納米的X射線鐳射。研究人員將X射線自由電子鐳射裝置的監視器、電磁石等硬體，以及精密控制各種儀器的軟體都按最佳設計進行了徹底調整，從2月底裝置運轉開始，僅用了3個多月時間就發射出了世界最短波長的X射線鐳射。而當年美國的調整過程花費了幾年時間。 [3]
2012年2月，美國能源部SLAC國家加速器實驗室的科學家製造出了世界上波長最短、最純的X射線鐳射，這項成就實現了一個45年的預言，打開了向一系列新的科學發現進軍的大門。[4]