C. R. Acad. Sci. Paris, t. 1, Série IV, p. 279–296, 2000 Électromagnétisme, optique/Electromagnetism, optics NEW ULTRAFAST X-RAYSOURCES AND THEIR APPLICATTIONS Femtosecond X-ray generation through relativistic electron beam–laser interaction Wim LEEMANS a , Swapan CHATTOPADHYAY a , Eric ESAREY a , Alexander ZHOLENTS a , Max ZOLOTOREV a , Alan CHIN b , Robert SCHOENLEIN b , Charles V. SHANK b a Center for Beam Physics, Accelerator and Fusion Research Division, Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, One Cyclotron Road, University of California, Berkeley, CA, 94720, USA E-mail: WPLeemans@lbl.gov b Material Sciences Division, Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, One Cyclotron Road, University of California, Berkeley, CA, 94720, USA Abstract. Methods for generating ultra-short X-rays using the interaction of intense laser pulses with relativistic electron beams, and their application to measuring ultra-fast phenomena in solid state materials, are reviewed. Two different methods that use a long electron bunch and short laser pulse are discussed: Thomson scattering and optical slicing which have been implemented on linac and storage ring beams, respectively. The possibility of generating ultrashort electrons bunches from laser-plasma injectors is discussed.  2000 Académie des sciences/Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS X-ray / femtosecond / laser / electron beam / Thomson scattering / diffraction / laser wakefield acceleration Génération d’impulsion femtoseconde de rayon X par l’interaction de faisceau d’électron relativiste et laser Résumé. La génération d’impulsion de rayons X ultra-courts, par l’intermédiaire de l’interaction d’un faisceau d’electrons relativistes avec un laser intense, est discute, ainsi que leur utilisation pour la mesure des phénomènes ultra-rapides dans les matériaux solides. Deux dfférentes méthodes qui utilisent un paquet d’electron long avec un laser ultra-court seront presentés : la diffusion Thomson qui a été exécuté avec le faisceau d’un linac puis le « découpage » optique qui a été fait avec le faisceau d’un anneau de stockage. La possibilité d’obtenir des impulsion ultra-courtes par l’usage de paquets d’électrons, également ultra-courts, produit par l’effet sillage d’un laser dans un plasma, sera proposé.  2000 Académie des sciences/Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS rayon X / femtosecondes / laser / faisceau d’électrons / diffusion Thomson / diffraction / effet sillage 1. Introduction The use of femtosecond X-ray pulses is becoming an increasingly important tool in the study of ultrafast structural dynamics in crystals [1]. Optical wavelengths have been used in the past to provide indirect information on laser excited ultrafast disordering in materials such as Si [2], GaAs [3] and In Sb [4]. However, since these photons interact primarily with outer shell electrons, only an indirect measure of the material structure can be obtained. X-rays on the other hand can provide a direct measurement of the crystal structure through measurement of the diffraction pattern. S1296-2147(00)00149-9/FLA  2000 Académie des sciences/Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS. Tous droits réservés. 279