1。 適切な材料の不足：
* エネルギーレベル： X線光子は非常に高いエネルギーを持っているため、必要な集団反転を作成するために非常に密接に間隔のエネルギーレベルの材料を必要とします（基底状態よりも励起状態の原子が多い）。このような正確なエネルギーレベルを持つ材料を見つけることは非常に困難です。
* 高エネルギー遷移： X線遷移には、内側のシェル電子の排出が含まれ、急速に崩壊する非常に不安定な状態が生じます。この短い寿命により、持続的な刺激放出のために集団の反転を維持することが困難になります。
2。 光学キャビティ：
* X線反射： レーザー光を反射するために光学空洞で使用される従来のミラーは、X線周波数では効果がありません。 X線は、反射するのではなく、ほとんどの材料に浸透する傾向があります。 効率的なX線ミラーを開発することは大きな課題です。
* 回折： X線の波長は非常に短いため、回折の影響を非常に受けやすくなっています。これにより、X線キャビティ内での大幅なエネルギー損失とビームの発散につながり、レーザー作用が妨げられます。
3。 ポンプメカニズム：
* 高エネルギー要件： X線レーザーで個体群の反転を作成するには、非常に高いエネルギーポンプ源が必要です。これには、多くの場合、強力なレーザーまたは粒子加速器を使用することが含まれます。
* 非効率的なポンピング： ポンプ源から活性培地へのエネルギー伝達効率は、一般にX線周波数では低いです。これにより、達成可能なゲインが制限され、レーザーアクションを維持することが困難になります。
4。 限られたアプリケーション：
* 限られた材料の相互作用： X線レーザーは科学的研究の可能性が大きいが、X線の強い浸透力により他の分野でのアプリケーションは限られているため、材料の処理や通信には適していない。
進行中の研究：
これらの課題にもかかわらず、X線レーザーの分野では大きな進歩が遂げられています。研究者は、次のような代替アプローチを積極的に調査しています。
* 遊離電子レーザー（FEL）： これらのレーザーは、磁場を移動する相対論的電子を使用して、コヒーレントなX線を生成します。
* 高調和生成（HHG）： この手法では、強いレーザーパルスをガスターゲットに集中させて高周波高調波を生成します。
実用的なX線レーザーを達成することは依然として重要な科学的課題ですが、これらの継続的な取り組みは、将来のブレークスルーのための有望な道を提供します。
