検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

Counter-crossing injection for stable high-quality electron beam generation via laser-plasma interaction

レーザープラズマ相互作用によるカウンタークロス方式 安定高品質電子ビーム発生

小瀧 秀行; 大東 出; 林 由紀雄; Ma, J.-L.; Chen, L.-M.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; 福田 祐仁; 本間 隆之; Pirozhkov, A. S.; Koga, J. K.; 中島 一久; 大道 博行; Bulanov, S. V.

Kotaki, Hideyuki; Daito, Izuru; Hayashi, Yukio; Ma, J.-L.; Chen, L.-M.; Kando, Masaki; Esirkepov, T. Z.; Fukuda, Yuji; Homma, Takayuki; Pirozhkov, A. S.; Koga, J. K.; Nakajima, Kazuhisa; Daido, Hiroyuki; Bulanov, S. V.

高強度レーザーで励起されるプラズマウェーク場によって小型の高品質電子ビーム源をつくることが可能となる。しかし、1パルスの場合、電子のトラップと加速を同一のレーザーパルスで行うため、安定領域が非常に狭く、電子の発生が不安定になってしまう。そこで、2パルス衝突型の高品質電子ビーム発生を行った。3TW, 70fsのチタンサファイアレーザーを用いて、衝突角45$$^{circ}$$での2パルスクロスでの高品質電子ビーム発生実験を行った。この実験により、ピークエネルギー14MeV,エネルギー分散11%,電荷量22pC,規格化エミッタンス1.6$$pi$$mm mrad,単色電子の発生率50%で高品質電子ビーム発生に成功した。2パルスの使用により、ウェーク場への電子トラップと加速とが分離でき、レーザーやプラズマ密度等のパラメーターを最適化することにより安定な高品質電子ビーム発生が可能であることを示した。

Laser-driven plasma accelerators have been conceived to be the next-generation particle accelerators, promising ultrahigh field particle acceleration with a very short duration electron beam. In the case of electron beam generation by using one laser pulse via wavebreaking, however, it is not stable. In order to generate a stable high-quality electron beam, optical injection by collision of two laser pulses is proposed. Recently, the electron generation with this approach was demonstrated. The experiment was carried out by the perfect head-on collision, which has problems to the backward laser light and the extraction of the generated electron beam. The counter-crossing injection, which is a realistic setup for applications, by two sub-relativistic laser pulses collision with the colliding angle of 45$$^{circ}$$ is demonstrated. The collision of two laser pulses generates a high-quality electron beam with high repeatability. The generated monoenergetic electron beam has 14.4 MeV of the peak energy, 10.6% of the energy spread, 21.8 pC of the charge, 1.6 $$pi$$ mm mrad of the normalized emittance, and 47.4% of the repeatability.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

パーセンタイル:40.32

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.