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High energy electron generation by laser-cone interaction

レーザーとコーンの相互作用による高エネルギー電子の生成

中村 龍史*; 坂上 仁志*; 城崎 知至*; 長友 英夫*; 三間 圀興*; Koga, J. K.

Nakamura, Tatsufumi*; Sakagami, Hitoshi*; Jozaki, Tomoyuki*; Nagatomo, Hideo*; Mima, Kunioki*; Koga, J. K.

超高強度レーザーパルスとコーンターゲットとの相互作用における電子加速過程について2次元PICシミュレーションによる解析を行い、コーンターゲットから生成される電子特性を探った。解析の結果、レーザー-コーン相互作用に特有の二つの優位な加速過程があることが判明した。一つは、コーンターゲットの側壁に沿った加速と輸送で、電子は表面磁場と電場によりコーン先端に向かってガイドされる。二つ目は、コーン先端でのレーザー場による動重力加速で、その効果はコーン集束により強められる。これらの加速過程を理解することにより、コーンターゲットの設計と電子のエネルギー特性の制御について指針が得られると期待される。

Electron acceleration processes taking place in the interaction of ultra-intense laser pulses with cone targets are studied by using two-dimensional Particle-in-Cell (PIC) simulations to understand the characteristics of electrons generated from cone targets. It is explained that there are two dominant acceleration processes which are distinctive in the laser-cone interaction. One is the acceleration and transport along the side wall of the cone target, where electrons are guided along the side wall surface towards the cone tip by surface magnetic and electric fields. The second is the ponderomotive acceleration at the cone tip by the laser field which is intensified by cone focusing. The understanding of these acceleration processes helps to design cone targets to control the electron energy characteristics.

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