1. 적절한 게인 매체 부족 :
* 인구 반전 : 더 많은 원자가지면 상태보다 흥분 상태에있는 집단 반전을 생성하는 것은 자극 된 방출에 중요합니다. X- 선 에너지에서, 여기 상태는 매우 짧아서 상당한 인구 역전을 달성하고 유지하기가 매우 어렵습니다.
* 에너지 수준 : X- 선 전이는 에너지 수준이 매우 단단히 결합 된 코어 전자 사이의 전이를 포함합니다. 이는 이러한 전자를 자극하는 데 필요한 에너지가 매우 높으며 레벨 간의 에너지 차이도 크다는 것을 의미합니다. X- 레이 레이저에 적절한 에너지 수준을 가진 재료를 찾는 것은 어렵습니다.
2. 공동의 어려움 :
* 광학 공동 : 레이저에 사용되는 종래의 광학 공동은 미러에 의존하여 광자를 앞뒤로 반사하여 빛을 증폭시킵니다. 그러나 X- 레이는 물질과 매우 약하게 상호 작용합니다. 엑스레이를 효과적으로 반사하고 공명 공동을 만들 수있는 재료를 찾는 것은 매우 어려운 일입니다.
* 회절 : X- 선의 파장은 가시 광보보다 훨씬 짧으므로 상당한 회절 효과를 초래합니다. 이것은 공동 안에 엑스레이를 제한하고 집중하기가 어렵습니다.
3. 짧은 일관성 길이 :
* 일관성 : X- 선 광자는 매우 짧은 일관성 길이로 방출되므로 파장 범위가 제한되어 있으며 장거리에 걸쳐 동기화되지 않습니다. 이것은 X- 선 레이저 출력의 전체 일관성을 제한합니다.
4. 높은 에너지 요구 사항 :
* 흥분 : X- 선 체제에서 인구 역전을 달성하기 위해 이득 매체를 펌핑하려면 종종 강력한 레이저 또는 싱크로 트론의 형태로 매우 높은 에너지 공급원이 필요합니다. 이러한 출처 자체는 복잡하고 운영 비용이 많이 듭니다.
5. X- 선 광학의 복잡성 :
* 초점과 조작 : X- 선 빔을 조작하려면 다층 및 브래그 결정과 같은 특수 광학이 필요하며, 이는 제조 및 정렬하기가 어려울 수 있습니다.
이러한 도전에도 불구하고 X-Ray Laser Research에서 상당한 진전이 이루어지고 있습니다.
* 프리 전자 레이저 (Fels) : Fels는 Wiggler에서 상대 론적 전자를 사용하여 일관된 X- 선 방사선을 생성합니다. 그들은 대규모 및 복잡한 시설이지만 강력한 엑스레이 공급원입니다.
* 높은 고조파 생성 (HHG) : 이 기술은 강렬한 레이저 펄스를 가스에 초점을 맞추고 X- 선 체제에 도달 할 수있는 고차 고차 고조파를 생성하는 것이 포함됩니다. FEL만큼 강력하지는 않지만 HHG 소스는 점점 작고 효율적이되고 있습니다.
X- 선 파장에서 전통적인 레이저 액션을 달성하는 것은 여전히 강력한 도전으로 남아 있지만, 이러한 대안적인 접근 방식은 X- 선 과학 및 기술의 새로운 프론티어를 탐색 할 수있는 흥미로운 가능성을 열어줍니다.
