В том же 1984 году сотрудникам Принстонской лаборатории физики плазмы (США) с помощью мощного ИК-лазера на молекулах CO 2 удалось получить лазерный эффект в углеродной плазме на волне 18,2 нм. Их лазер накачки имел импульсную мощность 10–20 ГВт. Его пучок фокусировался в пятно диаметром 0,2–0,4 мм, что позволяло достигать плотности мощности 10 13 Вт/см 2 . Принстонская группа также надеялась продвинуться в область более коротких волн, используя литиеподобные ионы неона.
Интересно, что в этих экспериментах впервые для увеличения коэффициента лазерного усиления применялось рентгеновское зеркало, изготовленное Т. Барби в Стэнфордском университете (США). Это сферическое зеркало с радиусом кривизны 2 м состоит из чередующихся слоев молибдена толщиной 3,5 нм и кремния толщиной 6,0 нм. Каждый молибденовый слой слабо отражает рентгеновские лучи, но отраженные от последовательных слоев лучи складываются, интерферируют и усиливаются, так что полный коэффициент отражения такого многослойного зеркала достигает 70 %.
В 1986 году, полностью ионизовав в фокусе мощного лазера атомы фтора, исследователи получили лазерное излучение с длиной волны 8,0 нм. Дальнейшее существенное уменьшение длины волны (а оно необходимо для уменьшения расходимости пучка у боевого лазера) требует таких гигантских плотностей энергии накачки, которые достигаются только при взрывах ядерных зарядов.
Работы в этом направлении с целью создать боевой рентгеновский лазер велись в Ливерморской лаборатории под руководством «отца американской водородной бомбы» Эдварда Теллера. Испытания проводились во время подземных ядерных взрывов на полигоне в штате Невада.
В 1981 году было опубликовано неофициальное сообщение об измеренных во время эксперимента характеристиках лазерного излучения: длина волны 1,4 нм, длительность импульса ~10 -9 с, энергия в импульсе ~100 кДж. Детально конструкция лазера не описана, но известно, что его рабочим телом являются тонкие металлические стержни (в описанном эксперименте, вероятно, использовался цинк, поскольку на одном из переходов водородоподобного иона цинка излучается квант с λ = 1,42 нм).
Рис. 3.7. Схема действия боевого рентгеновского лазера
После взрыва ядерного заряда под действием его мощного рентгеновского потока вещёство стержней превращается в полностью ионизированную плазму. Когда температура электронов несколько понизится, они начинают рекомбинировать преимущественно на нижние уровни, излучая рентген. Поскольку время высвечивания плазмы измеряется пикосекундами, горячее облако не успевает существенно изменить свою геометрию – оно сохраняет форму и направление стержня.