X 射线从线性到非线性区域的共振传播

我们给出强超快 X 射线脉冲经共振介质传播时时间、光谱与空间重整的理论研究。计算基于三维含时 Schr"odinger-Maxwell 方程求解，入射 X 射线光子能量与氖的核层 1s-3p 跃迁共振。我们研究入射与介质生成联合场的演化，包括受激发射、吸收、电离与俄歇衰变效应随输入脉冲能量与时长的变化。发现高 X 射线强度下发生核激发态 $1s^{-1}3p$ 与 $2p^{-1}3p$ 间受激拉曼散射，且当同时计入离子的相似 $1s^{-1}-2p^{-1}$ 响应时，该频率附近发射显著增强。我们还探究 X 射线自诱导透明（SIT）与自聚焦对脉冲强度与时长的依赖，发现受激拉曼散射在两效应中均起重要作用。最后，我们讨论这些非线性效应如何潜在用作 X 射线自由电子激光源脉冲特性的控制参数。