Vývoj vysokorepetičních rentgenových laserů

XRL mají velký potenciál pro rozšíření stávajících aplikací optických laserů. Rentgenové zobrazování biologických vzorků s časovým rozlišením, nanolitografie, nebo laboratorní astrofyzika jsou typickými příklady těchto nových aplikací. Nicméně použití XRL v těchto aplikacích je vážně omezeno parametry čerpacího laseru, který vytváří inverzi populace. Díky významnému pokroku ve zdokonalování XRL lze nyní tyto lasery udělat opravdu stolní. V roce 2005 byla demonstrována technika čerpání při šikmém dopadu (GRIP), a bylo dasaženo laserové akce na 18.9 nm s pouhými 250 mJ energie optického laseru. Nedávno bylo také demonstrováno zesílení 25 harmoniky Ti:safírového laseru v plazmatu Ni-podobného Kr laseru buzeného optickým polem.

V poslední době se tak stalo možným uvažovat o vývoji vysokorepetičních rentgenových laserů s pomocí nedávno dokončeného 20 TW Ti: safírového laserového systému (1 J, 40 fs, 10 Hz), který provozuje naší skupiny. Naším hlavním cílem je prozkoumat různé režimy a vytvořit kompaktní, vysoce monochromatický laser v oblasti vlnových délek 10-45 nm, vhodný pro široké použití. Zaměřujeme se na studium fyzikálních jevů, které tvoří základ pro pochopení a rozvoj těchto laserů se zvláštním důrazem na čerpání, zesilování a šíření koherentních rtg. svazků. Budou studovány lasery na principu ionizace optickým polem (např. Pd-podobný Xe na 41.8 nm, Ni-podobný Kr na 32.8 nm), a GRIP (např. Ne-podobný Ti na 32.6 nm, Ni-podobný Mo na 18.9 nm, Ni-podobné Ag na 13.9 nm). V obou případech plánujeme testovat provoz v tzv. injekčním módu. Tyto moderní, extrémně monochromatické rtg. lasery s vysokou opakovací frekvencí mohou být použity v aplikačních experimentech, jako např. rentgenová interferometrie nebo koherentní zobrazování.