0.56 GeV laser electron acceleration in ablative-capillary-discharge plasma channel

アブレーションキャピラリー放電管内のプラズマチャネルを用いたエネルギー0.56GeVに至るレーザー電子加速実験

亀島 敬; Hong, W.*; 杉山 精博*; Wen, X.*; Wu, Y.*; Tang, C.*; Zhu, Q.*; Gu, Y.*; Zhang, B.*; Peng, H. S.*; 黒川 真一*; Chen, L.-M.; 田島 俊樹; 汲田 哲郎*; 中島 一久*

Kameshima, Takashi; Hong, W.*; Sugiyama, Kiyohiro*; Wen, X.*; Wu, Y.*; Tang, C.*; Zhu, Q.*; Gu, Y.*; Zhang, B.*; Peng, H. S.*; Kurokawa, Shinichi*; Chen, L.-M.; Tajima, Toshiki; Kumita, Tetsuro*; Nakajima, Kazuhisa*

アクリル樹脂製の放電キャピラリーを用いたレーザー電子加速の実験を行い、4cm長のキャピラリー放電管内のプラズマチャネルと3.8J, 27fsのレーザーパルスで中心エネルギー0.56GeV,エネルギー幅1.2% r.m.s,発散角0.59mrad r.m.s.の電子ビームの生成に成功した。これはアブレーション型のキャピラリー放電管を用いたレーザー電子加速実験では初めての結果で、レーザープラズマ駆動の加速器の実現に向けて大きな一歩となった。

A high-quality electron beam with a central energy of 0.56 GeV, an energy spread of 1.2 % rms, and a divergence of 0.59 mrad rms was produced by means of a 4cm ablative-capillary-discharge plasma channel driven by a 3.8 J 27 fs laser pulse. This is the first demonstration of electron acceleration with an ablative capillary discharge where in the capillary is stably operated in vacuum with a simple system triggered by a laser pulse. This result of the generation of a high-quality beam provides the prospects to realize a practical accelerator based on laser-plasma acceleration.