اخيراً محققاني از فرانسه و ژاپن روشي ابداع کرده اند که به کمک آن مي توان علاوه بر کاهش اندازه يک ليزر الکترون آزاد (free electron laser or FEL)، براي اولين بار، نوري همدوس با طول موج هاي اشعه X و زير ۳۲ نانومتر توليد کرد. با اصلاح اين روش مي توان پالس هاي کاملاً همدوس با طول موج ۲ تا ۴ نانومتر توليد کرد. چنين پالس هايي براي مطالعات زيستي بسيار ارزشمند هستند. در ليزر هاي FEL بر خلاف ليزر هاي معمولي از يک مسير موجدار و سينوسي براي باريکه الکتروني استفاده مي شود. در اين ليزر ها، پس از شتاب گرفتن باريکه الکتروني تا حد سرعت نور، الکترون ها تابشي به نام تابش سينکروترون انجام مي‌دهند. الکترون هاي تابش کننده با يکديگر بر هم‌کنش کرده و تابش مذکور را تقويت مي کنند و به اين ترتيب تابشي خود تقويت شده به نام SASE در گستره اي از طول موج ها به وجود مي آيد. انرژي الکترون ها و مکان آهنربا هاي شتابدهنده (undulator) در FEL قابل تنظيم است. چنين طراحي اي براي FED با مشکلاتي همراه است که وجود پالس هاي نوري بي ثبات و نوساني يا «اسپايک» ها (spikes) از آن جمله مي باشند. يکي از راه هاي حل اين مشکل که گروه تحقيقاتي ذکر شده از آن استفاده کرده اند، اضافه کردن يک چشمه همدوسِ خارجي به FEL مي باشد. اين گروه در آزمايشات خود که در شتابدهنده آزمايشي SCSS در ژاپن انجام دادند، نور زيرقرمز با شدت بالا را از يک ليزر تيتانيوم-صفير بر روي يک سلولِ حاوي گاز زنون متمرکز کردند. پرتو موزون تري که به اين شکل ايجاد شد (پرتو HHG)، بار ديگر بر روي FEL متمرکز گرديد تا نوري همدوس در فضا و زمان توليد شود. اين ساختار موجب کاهش قابل توجهي در اندازه چشمه FEL مي گردد (طول آهنرباي شتابدهنده از ۹ متر به ۴ متر کاهش مي يابد) و طول موج خروجي، محدوده فرابنفش تا X را شامل مي شود. گفته مي شود که زمان بقاي پالس هاي خروجي تنها 13–10 تا14–10 ثانيه بوده و بيشينه روشنايي آنها نسبت به چشمه هاي سينکروترون معمولي، ۱۰ ميليارد برابر بيشتر است. از تابش سينکروترون به شکل وسيعي در زيست شناسي و براي تعيين ساختار پروتئين ها استفاده مي شود. به کمک چشمه هايي نظير FED مذکور، که پرتو آنها توسط آب جذب نمي شود، مي توان عملکرد پروتئين ها در سلول را مشاهده نمود. هم اکنون محققان مذکور قصد دارند تا جبهه موجِ نور توليدي را به منظور تعيين خصوصيات فضايي آن بررسي کنند. همچنين در اواخر سال يک چشمه خارجي با طول موج ۵۰ تا ۶۰ نانومتر را به طرح خود اضافه خواهند کرد.

منبع:http://nanotechweb.org/cws/article/tech/33368