Mô phỏng sự hình thành chùm electron bởi trường thức sóng được kích thích bởi laser cường độ cao với xung ngắn

Laser Physics - Tập 16 - Trang 252-258 - 2006
M. Yamagiwa1, S. V. Bulanov2,3, T. Zh. Esirkepov2, J. Koga1, M. Kando1, Y. Ueshima1, K. Saito1, D. Wakabayashi4
1Advanced Photon Research Center, Kansai Research Establishment, Japan Atomic Energy Agency, Kizu, Kyoto, Japan
2Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudny, Moscow Region, Russia
3General Physics Institute of RAS, Moscow, Russia
4Research Organization for Information Science and Technology, Tokai, Ibaraki, Japan

Tóm tắt

Sự gia tốc electron do trường thức sóng được kích thích bởi laser cường độ cao với xung ngắn propagating qua một lớp plasma dưới bão hòa có độ dài hữu hạn được nghiên cứu thông qua mô phỏng hạt trong ô số hai chiều. Phân bố năng lượng electron được phân tích cho các cường độ trung bình đến cao. Đối với mật độ electron, nơi mà chiều dài xung gần bằng một nửa bước sóng plasma, những thay đổi rõ rệt trong cấu trúc mật độ xảy ra với sự hình thành khoang và chùm electron cùng với sự gia tăng cường độ laser, dẫn đến sự xuất hiện của một thành phần electron nhanh được giữ vững trong không gian pha. Dạng phân tích của quang phổ năng lượng electron nhanh cũng được trình bày.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

T. Tajima and J. M. Dawson, Phys. Rev. Lett. 43, 267 (1979). T. Tajima, Laser Part. Beams 3, 351 (1985). L. M. Gorbunov and V. I. Kirsanov, JETP 93, 509 (1987); E. Esarey, P. Sprangle, J. Krall, and A. Ting IEEE Trans. Plasma Sci. PS-24, 252 (1996). F. Dorchies, F. Amiranoff, V. Malka, et al., Phys. Plasmas 6, 2903 (1999). S. V. Bulanov, V. I. Kirsanov, and A. S. Sakharov, JETP Lett. 53, 565 (1991); S. V. Bulanov, I. N. Inovenkov, I. N. Kirsanov, et al., Phys. Fluids B 4, 1935 (1992); C. D. Decker, W. B. Mori, and T. Katsouleas, Phys. Rev. E 50, R3338 (1994); K.-C. Tzeng, W. B. Mori, and T. Katsouleas, Phys. Plasmas 5, 2105 (1999). A. Modena, Z. Najmudin, A. E. Danger, et al., Nature 377, 606 (1995). C. A. Coverdale, C. B. Darrow, C. D. Decker, et al., Phys. Rev. Lett. 74, 4659 (1995); D. Gordon, K. C. Tzeng, C. E. Clayton, et al., Phys. Rev. Lett. 80, 2133 (1998); R. M. G. M. Trines, V. V. Goloviznin, L. P. J. Kamp, and T. J. Schep, Phys. Rev. E 63, 026 406 (2001). V. Malka, S. Fritzler, E. Lefebvre, et al., Science 298, 1596 (2002). T. Hosokai, K. Kinoshita, A. Zhidkov, et al., Phys. Rev. E 67, 036 407 (2003). A. Zhidkov, J. Koga, K. Kinoshita, and M. Uesaka, Phys. Rev. E 69, 035 401(R) (2004). D. Umstadter, J. Kim, and E. Dodd, Phys. Rev. Lett. 76, 2073 (1996); E. Esarey, R. Habbard, W. Leemans, et al., Phys. Rev. Lett. 79, 2682 (1997), R. G. Hemker, K.-C. Tzeng, W. B. Mori, et al., Phys. Rev. E 57, 5920 (1998), K. Nagashima, J. Koga, and M. Kando, Phys. Rev. E 64, 066403 (2001); H. Kotaki, S. Masuda, M. Kando, et al., Phys. Plasmas 11, 3296 (2004); E. S. Dodd, J. K. Kim, and D. Umstadter, Phys. Rev. E 70, 056 410 (2004). S. V. Bulanov, N. M. Naumova, F. Pegoraro, and J. Sakai, Phys. Rev. E 58, R5257 (1998); H. Suk, N. Barov, J. B. Rosenzweig, and E. Esarey, Phys. Rev. Lett. 86, 1011 (2001); P. Tomassini, M. Galimberti, A. Giulietti, et al., Phys. Rev. ST Accel. Beams 6, 121 301 (2003); M. C. Thompsom, J. B. Rosenzweig, and H. Suk, Phys. Rev. ST Accel. Beams 7, 011 301 (2004); M. C. Thompsom, J. B. Rosenzweig, and G. Travich, Rev. Sci. Instrum. 76, 013 303 (2005). K. Nakajima, D. Fisher, T. Kawakubo, et al., Phys. Rev. Lett. 74, 4428 (1995). D. Umstadter, J. Phys. D. Appl. Phys. 36, R151 (2003). S. P. D. Mangles, C. D. Murphy, Z. Najmudin, et al., Nature 431, 535 (2004). C. G. R. Geddes, Cs. Toth, J. Van Tilborg, et al., Nature 431, 538 (2004). J. Faure, Y. Glinec, A. Pukhov, et al., Nature 431, 541 (2004). K. Koyama, E. Miura, S. Kato, et al., J. Pract. Accel. Soc. Jpn. 1, 158 (2004). T. Katsouleas, Nature 431, 515 (2004). S. V. Bulanov and T. Tajima, J. Pract. Accel. Soc. Jpn. 2, 111 (2005). G. A. Askaryan, S. V. Bulanov, G. I. Dudnikova, et al., Plasma Phys. Controlled Fusion 39, 137 (1997). F. Pegoraro, S. V. Bulanov, F. Califano, et al., Plasma Phys. Controlled Fusion B 39, 261 (1997). K.-C. Tzeng, W. B. Mori, and T. Katsouleas, Phys. Rev. Lett. 79, 5258 (1997); K. Nagashima, Y. Kishimoto, and H. Takuma, Phys. Rev. E 59, 1263 (1999); S. V. Bulanov, F. Califano, G. I. Dudnikova, et al., Plasma Phys. Rep. 25, 468 (1999). T. V. Liseikina, F. Califano, V. A. Vshivkov, et al., Phys. Rev. E 60, 5991 (1999). A. Pukhov and J. Meyer-Ter-Vehn, Appl. Phys. B 74, 355 (2002). A. G. Zhidkov, J. Koga, T. Hosokai, et al., Phys. Plasmas 11, 5379 (2004); J. U. Kim, N. Hafz, and H. Suk, Phys. Rev. E 69, 026 409 (2004); H. Xu, W. Yu, P. Lu, et al., Phys. Plasmas 12, 013 105 (2005). M. Yamagiwa, J. Koga, L. N. Tsintsadze, et al., Phys. Rev. E 60, 5987 (1999). J. Koga, K. Nakajima, and K. Nakagawa, Super Strong Fields, in Plasmas, AIP Conf. Proc. 611, 126 (2002). S. V. Bulanov, F. Pegoraro, and A. M. Pukhov, Phys. Rev. Lett. 74, 710 (1995). N. E. Andreev, S. V. Kuznetsov, and I. V. Pogorelsky, Phys. Rev. ST Accel. Beams 3, 021 301 (2000). F. S. Tsung, R. Narang, W. B. Mori, et al., Phys. Rev. Lett. 93, 185002 (2004). L. M. Gorbunov, S. Yu. Kalmykov, and P. Mora, Phys. Plasmas 12, 033101 (2005). S. V. Bulanov, M. Yamagiwa, T. Zh. Esirkepov, et al., Phys. Plasmas 12, 073 103 (2005). Y. Ueshima, Y. Sentoku, and Y. Kishimoto, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 455, 181 (2000). M. Kando, S. Masuda, A. Zhidkov, et al., Phys. Rev. E 71, 015 403(R) (2005).
Thông tin
Thông tin xuất bản

Laser Physics

Tập 16

252-258

Thông tin tác giả