1。適切なゲインメディアの欠如：
EUVおよびX線頻度でのレーザー作用に十分なゲインを提供できる適切な材料を見つけることは、大きな障害です。これらの周波数では、電子のエネルギーレベルが密接に結合しており、これらのレベル間の遷移には非常に高いエネルギーが必要です。これにより、このような短い波長で光を効率的に増幅できる材料を見つけることが困難になります。
2。高い吸収と散乱：
EUVおよびX線周波数では、材料は非常に吸収性と散乱になります。これは、光波が原子によって簡単に弱毒化して散乱する可能性があることを意味し、十分な増幅を達成し、コヒーレントレーザービームを維持することが困難になります。
3。短い波長と光学系：
EUVおよびX線の短い波長には、特殊な光学成分と製造技術が必要です。従来のミラーとレンズはこれらの周波数で効果がなくなり、光を操作して焦点を合わせるためには、多層ミラーやゾーンプレートなどの代替方法が必要です。これらの光学系は、必要な精度で設計と製造が困難です。
4。高出力とエネルギーの要件：
より高い周波数でレーザー作用を達成するには、通常、これらのスペクトル領域に関連する固有の非効率性と損失を克服するために、高電力源または高エネルギーパルスが必要です。これは、このような激しいエネルギーの放射線を生成および処理するという点で、重要な技術的および工学的課題を引き起こす可能性があります。
5。熱生成と熱効果：
材料におけるEUVおよびX線の吸収は、重大な加熱と熱効果につながる可能性があります。これにより、光学コンポーネントが損傷を引き起こす可能性があり、レーザーシステムに不安定性を導入し、安定した制御レーザー動作を維持することが困難になります。
6。イオン化と血漿形成：
十分な強度では、EUVと物質とのX線放射の相互作用は、イオン化と血漿形成につながる可能性があります。これにより、レーザーと配置の相互作用を制御し、レーザーシステムへの損傷を防ぐという点で、追加の課題が生じる可能性があります。
これらの課題にもかかわらず、EUVおよびX線レーザーの開発において大きな進歩が遂げられています。高調和性発電、フリーエレクトロンレーザー、プラズマベースのアプローチなどの洗練された技術を採用することにより、研究者は越来越高的周波数でレーザー作用を実証することができました。ただし、これらの極端な波長範囲で実用的で強力なレーザーを達成するには、材料科学、光学、および高出力技術の継続的な研究と進歩が依然として必要です。
