透過型電子顕微鏡（TEM）は、電子ビームを薄い試料に透過させることで原子スケールでの3D画像を生成する、非常に強力なイメージング技術である。時間分解能は、Satsuma、SatsumaX、Tangorなどの短パルスレーザーの使用によって実現される。ほとんどの場合、電子線はこれらの超高安定・高繰り返しレーザーの二次高調波（SHG）または三次高調波（THG）によって生成される。
X線回折による超高速構造ダイナミクス
X線回折は、原子スケールにおける物質構造の超高速ダイナミクスに関する情報を提供する技術である。試料は通常、紫外線、可視光、中赤外、あるいはテラヘルツ領域の超短レーザーパルスによって励起され、X線シンクロトロンや自由電子ビーム、あるいは「二次光源 – X線源」セクションで説明されているコンパクトなレーザー駆動X線源によって探査される。
ポンプとプローブが別々のシステムで生成される場合、スレーブレーザー（通常はポンプ）とマスター光源（通常はプローブ）の電子同期により時間走査が行われる。
ポンプとプローブの両方にレーザー光源を使用する場合、同期は本質的に超高精度であり、走査はフェムト秒精度を持つ単純な可変光遅延線によって実現される。アンプリチュード社は、光ポンピングおよびX線プローブならびにそれらの時間走査向けに幅広いソリューションを提供しています：イッテルビウムレーザーでポンピングされるOPCPA光源、レーザー駆動X線源用レーザードライバー、加速器ベースX線源用FEL/シンクロトロン向け光陰極レーザー。いずれの場合も、時間走査を保証する鍵となる技術が電子同期です。
