Probing of nonlinear evolution of laser wakefield by Raman scattering of laser light

ラマン散乱を利用したレーザー航跡場の非線形発展の計測

Zhou, W.*; 三間 圀興*; 中村 龍史; 長友 英夫*

Zhou, W.*; Mima, Kunioki*; Nakamura, Tatsufumi; Nagatomo, Hideo*

レーザー航跡場中に低強度のプローブレーザーを照射すると、プローブレーザーは航跡場と相互作用することでラマン散乱される。この散乱光のスペクトルから航跡場の密度分布に関する情報を得ることができる。過去の研究では、ラマン散乱による幾つかのサイドバンドを持つスペクトルが解析的に得られている。これらの解析をさらに発展させ、より詳細なプラズマ分布の情報が得られることを示した。このモデルは1次元の粒子シミュレーションにより検証され、両者はよい一致を示した。また過去の実験結果を再現することを示した。

When a weak probe laser pulse is injected into a wakefield excited by a short high-intensity pump laser pulse, the probe pulse will be Raman scattered by the wakefield. It is possible to determine the density profile from the spectrum of this forward Raman scattered probe laser. In previous research, an analytical solution for the multiple sidebands of the forward Raman scattering of the probe laser pulse was presented. These multiple sidebands are connected with the steepening of density perturbation of the wakefield. More detailed information of the probe pulse in wakefield is studied with one-dimensional particle-in-cell simulations. The analytical solution and the results of simulation are consistent with each other and other experiments.