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自激光器发明者以来，人们就仍然致力于通过原子能级光子来取得更加较短的激光波长。X射线自由电子激光的经常出现为原子X射线激光的产生获取了很好的泵浦源。文中应用于X射线自由电子激光来电离原子内K壳层电子，从而构建了原子能级间的粒子数翻转，并且取得了波长为1.46nm(对应于849eV的单光子能量)的氖离子K受激电磁辐射光。

本实验中所获得的原子X射线激光脉冲，无论是在更加较短波长还是更高强度等方面，都高于以往所闻报导的实验成果。另外与X射线自由电子激光比起，该原子X射线激光具备更加良好的单色性、波长稳定性和时间相干性。

该原子X射线激光可以被应用于高分辨光谱学和X射线非线性光学等领域内。　　实验装置如下图(a)中右图，由直线电子加速器相干性光源(LCLS)输入的X射线自由电子激光(XFEL)单光子能量为960eV。X射线脉冲被探讨至流体大约为500torr的氖气中，焦斑半径为1～2m。

单脉冲能量为0.02～0.27mJ，而脉冲宽度为40～80fs，于是探讨后的光场强度可以超过210^17Wcm^-2。　　光栅光谱仪观测结果如图(b)中右图，其中较宽偏暗的谱线为利用的X射线自由电子激光。

而较为暗的细谱线则为部分氖离子的K电磁辐射光，其单光子能量为849eV。其产生机理如图(c)右图，由于K壳层电子的光电离，在两能级间构建了粒子数翻转，从而使K受激电磁辐射光缩放沦为有可能。　　上图三次实验结果所用入射光脉冲能量皆大约为0.25mJ，而入射光单光子能量有所变化。

入射的X射线自由电子激光与K受激电磁辐射光的波动因子分别为2.510^3和2。由于受到光谱仪分辨率的容许，测出K电磁辐射光谱的半低仅有长大约为2eV。K电磁辐射主谱峰两边浸润的旁瓣很有可能是由光谱仪光栅产生的鬼线。

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