Bright, high-repetition-rate waterwindow soft X-ray source enabled by nonlinear pulse self-compressi

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Bright, coherent soft X-ray radiation is essential to a variety of applications in fundamental research and life sciences. To date, a high photon flux in this spectral region can only be delivered by synchrotrons, free-electron lasers or high-order harmonic generation sources, which are driven by kHz-class repetition rate lasers with very high peak powers. Here, we establish a novel route toward powerful and easy-to-use SXR sources by presenting a compact experiment in which nonlinear pulse self-compression to the few-cycle regime is combined with phase-matched high-orderharmonic generation in a single, helium-filled antiresonant hollow-core fibre. This enables the first 100 kHz-class repetition rate, table-top soft X-ray source that delivers an application-relevant flux of 2.8 × 106 photon s?1 eV?1 around 300 eV. The fibre integration of temporal pulse self-compression (leading to the formation of the necessary strong-field waveforms) and pressure-controlled phase matching will allow compact, high-repetition-rate laser technology, including commercially available systems, to drive simple and cost-effective, coherent high-flux soft X-ray sources.
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