激光脉冲驱动的电离注入方案下精确的电子束相空间理论
等离子体物理
2021-09-01 v2 加速器物理
摘要
在激光尾场加速中引入电离注入方案以及相关的双色或共振多脉冲电离注入等高质量电子束产生方法之后,C. Schroeder 等人的热发射度理论一直被用于预测这些方案可获得的束流归一化发射度。在本文中,我们重构并扩展了该理论,既包含了多项式激光场展开中的高阶项,也包含了单周期内饱和效应出现引起的非多项式修正。此外,我们提出并验证了一个非常精确的模型,用于预测提取电子的循环平均 动量分布,其中包含饱和与多过程事件。我们表明,我们的理论对所选的 Kr 和 Ar 过程非常精确,即使在深度饱和区最大误差也低于 。这种高精度的束流相空间预测可例如用于激光包络粒子在胞(PIC)或混合 PIC-流体代码中,以正确模拟循环平均动量分布而无需分辨周期内动力学。最后,我们引入具有高斯纵向和横向激光轮廓的进一步空间平均,获得了全束发射度的表达式,该式在饱和区也与蒙特卡洛模拟吻合。
引用
@article{arxiv.2108.13044,
title = {Accurate electron beam phase-space theory for ionisation injection schemes driven by laser pulses},
author = {Paolo Tomassini and Francesco Massimo and Luca Labate and Leonida A. Gizzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.13044},
year = {2021}
}