近单周期脉冲激光尾场加速中的载波包络相位效应
等离子体物理
2021-04-14 v2 加速器物理
光学
摘要
使用极短的近单周期激光脉冲驱动激光尾场加速，对于实现能够在依赖适中激光能量的同时以kHz重复频率运行的电子源至关重要。从基础物理的角度来看这也很有趣，因为对于如此短的脉冲，有质动力近似不再成立。通过粒子模拟，我们展示了等离子体响应如何在激光偏振平面内变得不对称，并依赖于激光脉冲的载波包络相位（CEP）。对于自注入情况，这反过来强烈影响了注入电子的初始条件，导致电子束的集体betatron振荡。结果，电子束指向、电子能谱以及发射的betatron辐射方向变得依赖于CEP。对于在密度梯度中的注入，由于电子注入主要是纵向的且主要由密度梯度决定，其对束流指向的影响减小，且电子能谱与CEP无关。我们的结果突出了在此机制下控制CEP对于产生稳定且可重复的相对论性电子束的重要性，并指出了在实验中如何观测CEP效应。未来，CEP控制可能成为控制被加速电子束能谱或指向的额外工具。
引用
@article{arxiv.2006.10566,
title = {Carrier-envelope phase effects in Laser Wakefield Acceleration with near-single-cycle pulses},
author = {Julius Huijts and Igor Andriyash and Lucas Rovige and Aline Vernier and Jerome Faure},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.10566},
year = {2021}
}
备注
In the second version: - An analysis of Betatron radiation is added - An analysis of Circular polarization is added to the Supplementary Material (see Ancillary files) - More emphasis is on the fact that the goal of the paper is to identify observables of CEP effects. A pdf indicating all changes is included in the Ancillary files