Plazma interagující s intenzivním laserovým zářením funguje jako silný zdroj rentgenového záření, který lze využít například pro zkoumání teplé husté hmoty, v rentgenové mikroskopii nebo materiálové analýze.
V průběhu interakce laserového záření s terčem vznikají na povrchu urychlené horké elektrony, které se pohybují dále do terče, kde je materiál studenější a většina atomů není ionizována. V důsledku srážek těchto elektronů s atomy může dojít k uvolnění elektronů z vnitřních slupek elektronového obalu. Takto vzniklé ionty, jimž chybí elektron ve vnitřní slupce, mají snahu zaujmout co nižší energetický stav a za velmi krátký časový úsek (v řádu fs) zaplnit prázdné místo elektronem z vnější slupky. Tento relaxační proces probíhá buď jako tzv. Augerův jev a je doprovázen uvolněním elektronu, nebo je vyzářen foton charakteristického záření.
Při Augerově jevu se elektron ze vzdálenější vrstvy elektronového obalu přesune do vzniklé nezaplněné vnitřní slupky a přebytečná energie umožní jinému elektronu iont opustit. Tento jev převládá u prvků majících nižší atomové číslo. V jiném případě je vzniklé volné místo ve vnitřní slupce elektronového obalu též zaplněno elektronem ze vzdálenější vrstvy, avšak přebytečná energie je vyzářena ve formě fotonu. Právě energií vyzářeného fotonu, jejíž velikost závisí především na slupce, ve které došlo k ionizaci, lze charakterizovat jednotlivé druhy iontů. Pokud se volné elektronové místo nachází v nejnižší tzv. K vrstvě elektronového obalu, bývá nejčastěji zaplněno elektronem pocházejícím z druhé vnitřní tzv. L slupky a charakteristický foton vyzářený při tomto relaxačním procesu se nazývá K-α foton.
K-α záření vznikající při interakci terče s krátkým laserovým pulsem má jedinečné vlastnosti. Jedná se totiž o téměř monochromatické záření náležící obvykle do rentgenové spektrální oblasti. Vyzařované pulzy K-α záření bývají velmi krátké, jejich délka je v řádu desítek fs až jednotek ps, a je tedy srovnatelná s délkou laserového pulsu. Navíc velikost povrchu terče, ze které se K-α záření vyzařuje, je srovnatelná s velikostí ohniska laserového pulsu na terči. Pomocí ultrakrátkých laserových pulzů a speciálně upravených terčů bude pravděpodobně možné dosáhnout ještě kratších délek K-α pulsů. Také účinnost přeměny energie laseru v energii K-α záření je poměrně vysoká, neboť dosahuje až řádu téměř 10-4.
Díky těmto vlastnostem mohou terče ozařované krátkými laserovými pulsy sloužit jako malé zdroje intenzivního, krátkého a téměř monoenergetického rentgenového záření, které je vhodné pro všechna měření, při kterých je vyžadováno vysoké časové a prostorové rozlišení. Navíc jsou pulsy K-α záření dobře synchronizovány s laserovými pulsy, a proto je možné jejich využití při diagnostice laserem řízených procesů.
Zatímco měřením spektra charakteristického záření můžeme získat informace o laserovém plazmatu, informaci o populaci horkých elektronů a jejich transportu uvnitř terče získáme měřením účinnosti přeměny energie laseru v energii K-α záření. Ke studiu populace horkých elektronů se při experimentech využívají terče skládající se z několika, typicky ze čtyř, vrstev různých materiálů. Při interakci laseru s první, obvykle kovovou (např. hliníkovou) vrstvou terče dochází ke vzniku horkých elektronů. Ke studiu jejich transportu slouží druhá vrstva, na niž navazuje třetí tzv. vyzařovací vrstva, ve které dochází ke vzniku K-α záření. Množství K-α záření pak závisí na tloušťce, hustotě, materiálu, vodivosti atd. předchozích vrstev. V poslední vrstvě jsou pak horké elektrony absorbovány. Ze srovnání výsledků experimentů s teoretickými modely plyne, že s pomocí těchto modelů je možné spolehlivě určit teplotu vznikajících horkých elektronů. Popis populace a šíření horkých elektronů v pevném materiálu získaný měřením K-α záření nabývá v poslední době velkého významu, neboť je spojen s výzkumem konceptu Fast ignition pro zapálení inerciální fúze.
