1. 적절한 재료 부족 :
* 에너지 수준 : X- 선 광자는 매우 높은 에너지를 가지고 있으며, 매우 밀접하게 간격을 둔 에너지 수준을 가진 재료가 필요한 집단 역전을 생성하기 위해 (지상 상태보다 흥분 상태에있는 원자)를 필요로합니다. 이러한 정확한 에너지 수준을 가진 재료를 찾는 것은 엄청나게 어렵습니다.
* 높은 에너지 전환 : X- 선 전이는 내부 쉘 전자의 방출을 포함하여 빠르게 붕괴되는 불안정한 상태를 초래합니다. 이 짧은 수명은 지속적인 자극 방출에 대한 인구 역전을 유지하기가 어렵습니다.
2. 광장 :
* X- 레이 반사 : 광학 공동에 사용되는 전통적인 거울은 레이저 광선을 반사합니다. X- 레이 주파수에서는 효과가 없습니다. 엑스레이는 반사보다는 대부분의 재료를 관통하는 경향이 있습니다. 효율적인 X- 선 거울을 개발하는 것은 주요 과제입니다.
* 회절 : X- 선은 파장이 매우 짧으므로 회절에 매우 취약합니다. 이로 인해 X- 선강 내에서 상당한 에너지 손실과 빔 발산이 발생하여 레이저 동작을 방해 할 수 있습니다.
3. 펌핑 메커니즘 :
* 높은 에너지 요구 사항 : X- 선 레이저에서 인구 역전을 만들려면 매우 높은 에너지 펌핑 원이 필요합니다. 여기에는 종종 강력한 레이저 또는 입자 가속기를 사용하는 것이 포함되며, 이는 복잡하고 작동하는 데 비용이 많이들 수 있습니다.
* 비효율적 인 펌핑 : 펌핑 소스에서 활성 매체로의 에너지 전달 효율은 일반적으로 X- 선 주파수에서 낮습니다. 이것은 달성 가능한 이익을 제한하고 레이저 행동을 유지하기가 어려워집니다.
4. 제한된 응용 프로그램 :
* 제한된 재료 상호 작용 : X- 선 레이저는 과학적 연구에 큰 잠재력을 가지고 있지만, X- 선의 강력한 침투력으로 인해 다른 분야의 응용이 제한되어 재료 처리 또는 통신에 적합하지 않습니다.
진행중인 연구 :
이러한 도전에도 불구하고 X- 선 레이저 분야에서 상당한 진전이 이루어졌습니다. 연구원들은 다음과 같은 대안 접근법을 적극적으로 탐색하고 있습니다.
* 프리 전자 레이저 (Fels) : 이 레이저는 자기장에서 움직이는 상대 론적 전자를 사용하여 일관된 X- 선을 생성합니다.
* 고해상 생성 (HHG) : 이 기술은 강렬한 레이저 펄스를 가스 표적에 초점을 맞추기 위해 고주파 고조파를 생성하는 것이 포함되며, 그 중 일부는 X- 선 체제에 속합니다.
실용적인 X- 레이 레이저를 달성하는 것은 여전히 중요한 과학적 과제이지만, 이러한 지속적인 노력은 미래의 획기적인 혁신을위한 유망한 길을 제공합니다.
