Laser à rayons X

Un laser à rayon X, ou laser X-UV est un système qui transpose le principe et les propriétés du laser aux ondes électromagnétiques de courte longueur d'onde : de l'ultraviolet extrême aux rayons X.



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Physique quantique - Rayons X - Laser - Plasma

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Page(s) en rapport avec ce sujet :

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  • source X multi-keV issue de l'interaction laser – agrégats... de nano-plasmas bien isolés pour l'étude principale de l'interaction laser - plasma, ... conversion importante de l'énergie laser dans le rayonnement X, cible facilement... X et intensité émise) obtenues par le calcul pour un agrégat de 275 Å de rayon.... (source : celia.u-bordeaux1)
  • Les propriétés radiatives des plasmas denses et chauds; Transfert du rayonnement ; Conversion X ; Le laser à rayons X ; Spectroscopie et diagnostics des ... (source : editions-vm)

Un laser à rayon X, ou laser X-UV (soft x-ray laser en anglais, Rœtgen laser en allemand) est un système qui transpose le principe et les propriétés du laser aux ondes électromagnétiques de courte longueur d'onde : de l'ultraviolet extrême aux rayons X. On peut distinguer deux types de lasers à rayons X : les lasers X à électrons libres (XFEL ou x-ray free electron laser) et les lasers X à plasma (Plasma-based soft x-ray laser).

Principes généraux

Deux grandes difficultés apparaissent quand on cherche à réaliser un laser à rayons X :

Pour résoudre la première difficulté, on utilise des milieux à gain possèdant de particulièrement grandes densités d'énergie :

L'absence de cavité est contournée en faisant fonctionner ces lasers en régime d'augmentcation de l'émission spontanée (ASE Augmented spontaneous Emission) ou en régime injecté".

Les lasers X à électrons libres

Voir aussi : x-ray free-electron laser

De grands projets de lasers X à électrons libres viennent de rentrer en service où sont en cours de développement. Voici par exemple le laser X de DESY à Hambourg ou le projet Arc-en-Ciel en France.

Grâce à leurs courtes durées d'impulsions (femtoseconde) et leur courte longueur d'onde, les lasers X à électrons libres, permettraient de «filmer» le comportement de molécules uniques lors de réactions physico-chimiques ou biologiques.

Schémas de pompage envisagés

Quelques réalisations

La totalité des lasers X à plasma opérationnels reposent sur le schéma de pompage collisionnel

  • Laser X Quasistationnaire
  • Laser X transitoire
  • Laser X OFI

Installations et applications

Plusieurs installations lasers X à plasma fonctionnent aujourd'hui dans le monde : Le PALS à Prague, le laser COMET au LLNL aux Etats-Unis, le laser APR au Japon. Il existe aussi un projet de laser à rayons X (LASERIX) développé par l'université Paris-Sud XI, au Laboratoire d'optique appliquée (LOA) en cours de développement.

Ce type de lasers est aujourd'hui utilisé pour sonder les plasmas produits par laser ou pour étudier les infimes déformations de surfaces soumises à des champs électriques intenses.

Voir aussi

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