Un análisis fino y resuelto en el tiempo de la materia, es decir, espectroscopía y dispersión de fotones, en el régimen de respuesta lineal requiere fuentes de rayos X pulsadas a escala de fs, con alta tasa de repetición y completamente coherentes. Un láser de electrones libres (FEL) sembrado, impulsado por un linac basado en cavidades superconductoras, que genera fotones coherentes a 2-5 keV con una tasa de repetición de 0.2-1 MHz, puede satisfacer esta necesidad. A continuación se describen tres esquemas de siembra diferentes que alcanzan el rango de rayos X. Los dos primeros son cascadas de múltiples etapas que aumentan la frecuencia de la radiación por un factor de 10-30, comenzando desde una semilla representada por un destello coherente de luz ultravioleta extrema. Esta radiación puede ser proporcionada ya sea por la generación de armónicos altos de un láser óptico o por un oscilador FEL que opera a 12-14 nm. El tercer esquema es un amplificador regenerativo que trabaja con espejos de rayos X. Toda la cadena de generación de rayos X se describe aquí mediante simulaciones de principio a fin.