利用轴棱锥透镜产生的低密度流体动力学光场电离等离子体通道

我们展示了在高强度激光脉冲于长而低密度的流体动力学光场电离（HOFI）等离子体通道中的光学导引。利用轴棱锥透镜产生轴上电子密度低至 $n_e(0) = 1.5\times 10^{17}\, \mathrm{cm}^{-3}$、匹配光斑尺寸在 $20 \mu \mathrm{m} \lesssim W_M \lesssim 40 \mu \mathrm{m}$ 范围内的 HOFI 等离子体通道。展示了通过这些通道参数对初始池室压强及通道形成脉冲到达后延迟的调整而实现的控制。对于峰值轴向强度为 $4 \times 10^{17}\, \mathrm{W\,cm}^{-2}$ 的激光脉冲，在以 5 Hz 的脉冲重复频率下实现了超过 14 个瑞利范围的高度可复现、高质量导引，该限制来自可用的通道形成激光与真空抽运系统。此类等离子体通道似乎非常适用于在准线性区运行的多 GeV 激光尾波场加速器。