超强径向偏振激光脉冲与等离子体镜的相互作用
等离子体物理
2021-01-04 v1
摘要
我们给出了利用径向偏振激光脉冲与等离子体镜相互作用进行电子真空激光加速（VLA）的实验结果。紧聚焦径向偏振激光脉冲因其强纵向电场而被提出用于电子加速，使其成为 VLA 的理想选择。然而，由于将电子注入激光场一直是一项重大挑战，迄今为止实验结果有限。在此，我们通过实验证明使用等离子体镜作为注入器解决了这一问题，并允许电子在激光的理想相位注入，从而导致电子沿激光传播方向加速，同时与线偏振情况相比降低了电子束发散度。我们获得了具有几 MeV 能量和 200 pC 电荷的电子束团，从而首次证明了使用径向偏振激光将电子加速至相对论能量。我们还测量了来自等离子体表面的高次谐波产生，并为电子在等离子体镜上反射时注入激光场提供了额外见解。实验结果与完整 3D 模拟的详细比较揭示了这一新 regime 中电子注入与加速的复杂物理：我们发现电子以两个空间分离、从焦点的 p 偏振区域发射的束团形式注入径向偏振脉冲。最后，我们利用本研究带来的见解提出并验证了一种更优的实验配置，其可带来极峰值的电子角分布和更高能量的束流。
引用
@article{arxiv.2004.03645,
title = {Interaction of ultraintense radially-polarized laser pulses with plasma mirrors},
author = {N. Zaïm and D. Guénot and L. Chopineau and A. Denoeud and O. Lundh and H. Vincenti and F. Quéré and J. Faure},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.03645},
year = {2021}
}