X射线激光器

从20世纪70年代开始，苏联科学家F.V.本 金提出，利用电子复合到离子的高能级比复合到低能级快的特点，可以实现粒子数 反转;A.V.维诺格拉道夫提出，利用电子或者光子把离子低能级的束缚电子激发到 高能级，也可以实现粒子数反转;后来也 有人提出实现粒子数反转的其他途径。美国在实验室里研究产生X射线激光的机理，并在1984年利用高功率激光器作激励源，在实验室测到了X射线激光。

80年代初，美国劳伦斯·利弗莫尔研究所在内华达地下 核试验场利用小型核装置进行了一次X射 线激光的演示试验。宣称测到了波长1.4纳米、功率几百太瓦、脉宽纳秒量级的X射线 激光。当把细长的激光棒放在核装置周围， 核爆炸产生的X光照射在激光棒巨，产生了粒子数反转，沿激光棒的轴向发射了X 射线激光。利弗莫尔研究所后来又进行过 多次试验。

劳伦斯·利弗莫尔研究所的试验引起了美国当局的重视，在战略防御倡议计划中，把核激励X射线激光器列为研究中的定向能武器之一。设想将很多根激光棒排 放在核装置周围，在识别跟踪系统控制下， 使每根激光棒都对准各自的目标。一次核爆炸释放的光辐射能量，可同时转化为多 路X射线激光束，照射到多枚导弹壳体上， 产生冲击波，摧毁来袭的大规模齐射核导弹，也可用来打击天基平台和扫除轻质诱 饵。这种X射线激光器只能在高空使用，如果研制成功，将具有重量轻、可瞬时发射等 优点。存在的主要问题是激光发散角大，核 爆炸能量利用率低。

经过多年努力，美国劳伦斯·利弗莫尔研究所在提高核爆炸能量 利用率和用等离子体透镜减小激光发散角 两方面均未取得明显进展。1991年，美国 国会己决定将该计划从“战略防御倡议”计 划中作为助推段拦截的主要手段的目标， 转变成基础科学研究项目。

heiili X shexiQn liguangqi 核激励x射线激光器(x一ray laser pumped by nuclear explosion)用核爆炸产生的X射线激励激光工作物质，使其产生X射线激光的装置。X射线激光的特点是 波长短、辐射亮度高、脉冲窄和方向性强。核激励X射线激光是一种等离子体激光。它通常是原子或高度电离的离子内壳层电子，在受激辐射过程中(需要很强的泵浦源)产生的相干辐射。核爆炸产生的高温辐射，经过适当的波谱变换可成为理想的 泵浦源。把X射线激光工作物质做成细长的丝(即激光棒)放在核装置周围，核爆炸时，激光棒在很短时间内吸收足够多的光 辐射能量，变成高温等离子体状态，使处于高激发态的离子数大于低激发态离子数，形成粒子数反转，当增益达到一定程度时， 便发射X射线激光，沿激光棒的轴向传播。粒子数反转是发射激光的必要条件。

世界上第一台X射线激光器

这台激光器位于斯坦福线性加速器中心（SLAC），全名为“Linac Coherent Light Source（线性加速器相干光源）”，简称为LCLS。