利用激光尾波场加速器中的密度下降坡道注入控制电子束电流、电荷与能散
等离子体物理
2025-03-05 v1 加速器物理
光学
摘要
密度下降坡道注入已被证明是一种在激光尾波场加速器中产生高质量电子束的优雅且高效的方法。然而，所产生束流的电荷为每焦耳激光能量数十 pC，仍限制其在更广泛领域的应用。在保持良好束流质量的同时产生高电荷束流的可能性尚待探索。此外，尽管先前研究聚焦于束流负载（影响加速场均匀性从而影响俘获电子的能散）、气泡后尖峰的排斥力（降低俘获电子的横向动量 并导致小束流发射度）以及激光在等离子体中传播时的演化等独立物理过程，仍需对等离子体密度参数对最终束流性质的更一般影响进行探究。本工作中，我们证明注入电子束的电流分布与密度过渡参数直接相关，并进一步影响束流电荷与能散。通过精细调节等离子体密度参数，可获得高电荷（高达数百 pC）与低能散（约 1\% FWHM）的电子束。所有这些结果均得到大规模三维粒子网格模拟的支持。
引用
@article{arxiv.2209.04853,
title = {Control of electron beam current, charge and energy spread using density downramp injection in laser wakefield accelerators},
author = {Celine Hue and Yang Wan and Eitan Y. Levine and Victor Malka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.04853},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 11 figures