基于截断电离注入机制的激光尾场加速中电子束品质的参数分析
等离子体物理
2024-01-30 v1
摘要
研究了在分离注入段和加速段的气体靶室中进行激光尾场加速（LWFA）以产生高品质电子束。对利用截断电离和密度下降注入机制相结合来控制加速电子束品质进行了详细研究。为此，进行了广泛的二维粒子模拟（PIC）模拟，考虑了一个由第一部分为氢氮混合物、第二部分为纯氢组成的气体靶室。这种配置可以通过专门设计的毛细管装置在实验中实现。利用现有实验装置中已有的参数，我们展示了产生峰值能量为500-600 MeV、相对能散小于5%、归一化束流发射度约为1.5 mm-mrad、束流电荷为2-5 pC/微米的电子束。我们的研究揭示，通过调节激光聚焦位置、氮气浓度和气体靶轮廓等参数，可以通过束流负载效应独立地控制和操纵加速电子束的品质。这些模拟结果将对未来的LWFA实验活动，特别是在ELI Beamlines的实验，具有参考价值。
引用
@article{arxiv.2401.16082,
title = {Parametric analysis of electron beam quality in laser wakefield acceleration based on the truncated ionization injection mechanism},
author = {Srimanta Maity and Alamgir Mondal and Eugene Vishnyakov and Alexander Molodozhentsev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.16082},
year = {2024}
}
备注
24 pages, 11 figures (accepted in Plasma Physics and Controlled Fusion, IOP Publishing)