امواج كوتاه و موفقیت در آنها

گروهی از پژوهشگران انگلیسی با استفاده از امكانات مركزی لیزر (CLF) در آزمایشگاه آپلتون رادرفورد توانسته‌اند به تقویت لیزری در طول موج 8 نانومتر دست یابند. این موفقیت، حاصل یك برنامه پژوهشی برای ساختن لیزرهای XUV (پرتو x و فرابنفش) در كوتاه‌ترین طول موج ممكن است كه هدف آن، دست‌یابی به طول موج‌های كوتاه‌تر از 4 نانومتر (دریچه آب) است. پرتوهای ایكسی كه طول موج‌هایشان از این حد كوتاهتر باشد می‌توانند در آب نفوذ كنند ولی در موادی كه اساسشان كربن است جذب می‌شوند. این امر امكان بررسی ساختمان سلول‌های زنده را، با استفاده از تمام نگاری سه بعدی، فراهم می‌آورد. در سیستم بدیع XUV در CLF، با استفاده از انعكاس غیر محوری در آینه‌های كروی، یك خط كانونی بدون ابیراهی به دست می‌آید و بدین طریق می‌توان هدف‌های استوانه‌ای بسیار كوچك، مثلاً تارهای كربن به ضخامت 7 میكرومتر و طول 2 سانتی متر را در معرض این تابش قرار داد. لیزر تابش دهنده لیزر شیشه‌ای نئودیمیوم و ولكان با توان TW3 است. در آزمایش گروه انگلیسی، هدف، تاری بود به ضخامت 7 میكرومتر و طول 7 میلی‌متر كه پوششی از لیتیوم فلورید داشت. وقتی یك تپ لیزری بسیار كوتاه (70 پیكو ثانیه‌ای) بر هدف تابانده می‌شود، دما در یك لایه سطحی چند صد نانومتری به چند میلیون درجه می‌رسد. اتم‌ها یونیده می‌شوند و حاصل، پلاسمایی است متشكل از هسته‌های برهنه (9+F) و الكترون‌های آزاد. فشار داخلی در این پلاسمای داغ، خیلی زیاد است، از این رو لایه پلاسمایی با انفجاری از مغزه استوانه‌ای جدا می‌شود، دمایش در حین انبساط كاهش می‌یابد و در مدت حدود 1 نانو ثانیه، به یك دهم مقدار اولیه می‌رسد.
در دمای كمتر، الكترون‌ها مجدداً با هسته‌های برهنه تركیب می‌شوند، اما تمایل دارند مدارهای پر انرژی‌تر یون‌های 8+F را (كه شبیه هیدروژن است) پر كنند. چون بیشتر الكترون‌ها در حالت 3=n هستند، تقویت لیزری در مورد گذارهای بین ترازهای 2=n و 3=n صورت می‌گیرد.
عمر تقویت لیزری كمتر از 9-10 ثانیه است، بنابراین سنجش آن مشكلاتی به همراه دارد. دو طیف سنج تفكیك زمانی ساخته شده است تا طیف گسیلی را در امتداد محور تار و امتداد قائم بر آن، ثبت كند.