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Lexikon der Optik: Röntgenlaser

Röntgenlaser, ein bis heute nur bedingt verwirklichter Lasertyp, der eine kohärente Strahlung im XUV- und Röntgenbereich, bei Wellenlängen λ

40 nm, liefern soll. Da die Realisierung eines Resonators in diesem Spektralbereich auf Schwierigkeiten stößt, emittiert ein R. als ASE-Strahler (Superstrahler). Eine Besetzungsinversion ist dabei durch eine weitgehende Ionisierung der Atome, d.h. durch Plasmabildung zu erreichen (Rekombinationslaser) oder auch durch Elektronenstoß oder Photoionisation. Die Plasmaerzeugung erfolgt in speziellen Entladungen oder mittels Hochleistungs-Impulslasern (Impulsdauer einige 100 ps, Intensität

1016 W/m2), wobei das Ausgangsmaterial (C, F, Se, Cu u.a.) (vielfach) mit linienförmiger Fokussierung bestrahlt und dadurch in eine Plasmasäule umgewandelt und angeregt wird. Das führt zur Emission spontaner und, unter geeigneten Bedingungen, stimulierter Röntgenstrahlung. Bis heute wurden eine Vielzahl von Messungen des optischen Gewinns g für Wellenlängen λ

40 nm durchgeführt und dabei Werte um g≈1000/m erreicht (maximal g≈3500/m für λ=32,6 nm in im Hinblick auf die Elektronenhülle Ne-ähnlichem Titan, Impulsdauer Δt≈20 ps). Die Entwicklung eines R. mit Resonator steht noch aus.

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