超强激光相互作用中的反向传播 MeV 电子：驻波加速与反射激光脉冲的耦合

在美国空军研究实验室的一项实验中，通过将高强度（$\sim10^{18}$ W/cm$^2$）、脉宽约 40 fs 的激光脉冲聚焦于连续水射流并从其{\it 反射}中，以 kHz 重复频率产生了激光加速电子束。本文通过粒子模拟 (PIC) 研究了该实验中的激光 - 靶相互作用，以识别电子加速的物理机制。我们发现，由入射激光与反射激光重叠形成的驻波图案尤为重要，因为该驻波可以将电子“注入”到反射激光脉冲中，使电子在其中进一步加速。我们确定了两种驻波加速机制：高度相对论情形（$a_0~\geq~1$）和中等相对论情形（$a_0~\sim~0.5$），后者在更大的激光周期占比下运行。在先前的研究中，其他课题组曾针对高度相对论情形在向前方向发射电子方面的实用性进行了研究。我们将此扩展至对{\it 镜面（背向反射）方向}的电子加速以及在更宽强度范围（$10^{17}-10^{19}$ W cm$^{-2}$）内的研究。