磁性纳米结构长期以来一直是我们日常生活的一部分，例如，以快速紧凑的数据存储设备或高灵敏度传感器的形式。一种特殊的测量方法对理解许多相关的磁效应和功能做出了重大贡献：X射线磁圆二色性(XMCD)。

这个令人印象深刻的术语描述了光与物质相互作用的基本效应：在铁磁材料中，具有一定角动量的电子存在不平衡，即自旋。如果一个人发出圆偏振光，它也有一个定义的角动量，通过铁磁体，两个角动量的平行或反平行排列的传输明显不同是可观察到的-所谓的二色性。

当考虑跃迁的元素特定吸收边缘时，这种磁性起源的圆二色性在软X射线区域(光粒子的200至2000eV能量，对应于仅6至0.6nm的波长)特别明显金属，如铁、镍或钴，以及稀土元素，如镝或钆。

这些元素对于磁效应的技术应用尤为重要。XMCD效应允许精确确定各个元素的磁矩，即使在材料的埋层中也不损坏样品系统。如果圆偏振软X射线辐射以非常短的飞秒到皮秒(ps)脉冲形式出现，则甚至可以在相关时间尺度上监测超快磁化过程。

到目前为止，只有在同步辐射源或自由电子激光器(FEL)等科学大型设施中才能获得所需的X射线辐射，因此受到很大限制。

柏林马克斯伯恩研究所(MBI)初级研究组组长DanielSchick的一组研究人员现在首次成功地在激光中以大约700eV的光子能量在铁的吸收L边缘实现XMCD实验实验室。通过将非常短(2ps)和强烈(每脉冲200mJ)的光学激光脉冲聚焦到钨圆柱体上，使用激光驱动的等离子体源来产生所需的软X射线。

由此产生的等离子体在200-2000eV的相关光谱范围内以小于10ps的脉冲持续时间连续发射大量光。然而，由于等离子体中的随机生成过程，没有满足观察XMCD的一个非常重要的要求——软X射线的偏振不是所需的圆形，而是完全随机的，类似于光的偏振灯泡。

偏光器后面的磁不对称和FeL吸收边缘处的检测样品。这两种颜色对应于偏振器反向磁化的测量-样品的磁化方向从观察到的二色性符号(蓝色与红色曲线)中可以立即看出。可以通过模拟(线)非常准确地再现测量结果。图片来源：ForschungsverbundBerlineV(FVB)

因此，研究人员使用了一个技巧：X射线光首先通过一个磁偏振滤光片，在该滤光片中激活与上述相同的XMCD效应。由于依赖于偏振的二向色透射，可以产生相对于滤光片的磁化具有平行与反平行角动量的光粒子的不平衡。通过偏振滤光片后，部分圆偏振或椭圆偏振的软X射线可用于磁性样品的实际XMCD实验。

这项发表在《光学》杂志上的工作表明，基于激光的X射线源正在赶上大型设施。

“由于我们光源的宽带特性，我们产生圆偏振软X射线的概念不仅非常灵活，而且部分优于XMCD光谱学中的传统方法，”该研究的第一作者和博士说。MBI的学生MartinBorchert。特别是，已经证明的仅几皮秒的生成X射线脉冲的脉冲持续时间开辟了观察并最终理解甚至非常快的磁化过程的新可能性，例如，当由超短闪光触发时。