zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1493Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESУскорение электронов при воздействии частотного чирпа лазерного импульса с огибающей cos2 и аксиального магнитного поляInfluence of Frequency Chirp and Axial Magnetic Field on Electron Acceleration by Employing cos2 Laser Pulse Envelope in VacuumPramanikA.K.PramanikA.K.

Пенджаб

Department of Physics, 

Phagwara

jyoti_physics@yahoo.co.inRajputJ.RajputJ.

Пенджаб

Университет ПхагварыLovely Professional University202414022024911165165Copyright © Pramanik A., Rajput J., 20242024Pramanik A., Rajput J.Pramanik A., Rajput J.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1493

Внешнее магнитное поле с огибающей импульса cos2 -лазера с чирпированием частоты использовано для эффективного ускорения электронов. После взаимодействия электрона с лазерным импульсом частотный чирп влияет на динамику электрона, бетатронный резонанс и обеспечивает эффективное ускорение электрона со значительным выигрышем в энергии порядка ГэВ. Если приложить подходящее внешнее магнитное поле, то электрон может получить энергию и ее сохранить. Изучено влияние огибающей лазерного импульса cos2 на ускорение электронов в вакууме. Передняя часть тестируемых огибающих получает аксиальную инжекцию электронов. Предположено, что передняя часть каждого импульса встречает электрон в момент времени t = 0 в исходном положении. Релятивистские уравнения Ньютона—Лоренца движения электронов в поле лазерного импульса решены аналитически и численно.

Employment of an external magnetic field on a frequency-chirped cos2 laser pulse envelope for effective electron acceleration is studied. After the electron interacts with the laser pulse, the frequency chirp influences the electron dynamics, betatron resonance, and energy gain of the electron, ensuring effective acceleration of the electron with significant energy gain in the order of GeV. If a suitable external magnetic field is applied, an electron can gain energy and retain the same energy significantly. In this research, we employed the cos2 laser pulse envelope to examine the impact of the laser pulse envelope on the investigation of electron acceleration in a vacuum. The front of the tested envelopes had received an axial injection of electrons. In all calculations, it is assumed that the front end of each pulse met the electron at time t = 0 at the position of origin. The relativistic Newton–Lorentz equations of electron motion in the field of the laser pulse have been solved analytically and numerically.

ускорение электроноввакуумогибающая лазерного импульсачастотаосевое магнитное полеполяризацияelectron accelerationvacuumlaser pulse envelopefrequency chirpaxial magnetic fieldpolarizationReferencesP. Sprangle, G. Joyce, E. Esarey, A. Ting, AIP Conf. Proc., 175, 231–239 (1988).P. Sprangle, G. Joyce, E. Esarey, A. Ting, AIP Conf. Proc., 175, 231–239 (1988).C. Joshi, T. Katsouleas, Phys. Today, 56, 47–53 (2003).C. Joshi, T. Katsouleas, Phys. Today, 56, 47–53 (2003).Y. I. Salamin, Phys. Lett. A, 3, 4950–4953 (2010).Y. I. Salamin, Phys. Lett. A, 3, 4950–4953 (2010).L. J. Wong, K. H. Hong, S. Carbajo, A. Fallahi, P. Piot, M. Soljacic, J. D. Joannopoulos, F. S. Kartner, I. Kaminer, Sci. Rep., 7, 1159–1167 (2017).L. J. Wong, K. H. Hong, S. Carbajo, A. Fallahi, P. Piot, M. Soljacic, J. D. Joannopoulos, F. S. Kartner, I. Kaminer, Sci. Rep., 7, 1159–1167 (2017).D. K. Kuri, Phys. Plasmas, 27, 3102–3107 (2020).D. K. Kuri, Phys. Plasmas, 27, 3102–3107 (2020).F. Jokar, E. Eslami, Optik, 123, 1947–1951 (2012).F. Jokar, E. Eslami, Optik, 123, 1947–1951 (2012).A. K. Pramanik, H. S. Ghotra, N. Kant, J. Rajput, IOP Conf. Proc. RAFAS, 2267, 012013–012018 (2021).A. K. Pramanik, H. S. Ghotra, N. Kant, J. Rajput, IOP Conf. Proc. RAFAS, 2267, 012013–012018 (2021).T. Tajima, J. Dawson, Phys. Rev., 43, 267–270 (1979).T. Tajima, J. Dawson, Phys. Rev., 43, 267–270 (1979).L. Cichitelli, H. Hora, R. Postle, Phys. Rev. A, 41, 3727–3732 (1990).L. Cichitelli, H. Hora, R. Postle, Phys. Rev. A, 41, 3727–3732 (1990).J. X. Wang, Y. K. Ho, Q. Kong, L. J. Zhu, L. Feng, S. Scheid, H. Hora, Phys. Rev. E, 58, 6575–6577 (1998).J. X. Wang, Y. K. Ho, Q. Kong, L. J. Zhu, L. Feng, S. Scheid, H. Hora, Phys. Rev. E, 58, 6575–6577 (1998).H. Hora, M. Hoelss, W. Scheid, J. W. Wang, Y. K. Ho, F. Osman, R. Castillo, Laser Part, Beams, 18, 135–144 (1999).H. Hora, M. Hoelss, W. Scheid, J. W. Wang, Y. K. Ho, F. Osman, R. Castillo, Laser Part, Beams, 18, 135–144 (1999).J. J. Xu, Y. K. Ho, Q. Kong, Z. Chen, P. X. Wang, W. Wang, W. Lin, J. Appl. Phys., 98, 6105–6108 (2005).J. J. Xu, Y. K. Ho, Q. Kong, Z. Chen, P. X. Wang, W. Wang, W. Lin, J. Appl. Phys., 98, 6105–6108 (2005).B. Rau, T. Tajima, H. Hojo, Phys. Rev. Lett., 78, 3310–3313 (1997).B. Rau, T. Tajima, H. Hojo, Phys. Rev. Lett., 78, 3310–3313 (1997).G. Malka, E. Lefebvre, J. L. Miquel, Phys. Rev. Lett., 78, 3314–3317 (1997).G. Malka, E. Lefebvre, J. L. Miquel, Phys. Rev. Lett., 78, 3314–3317 (1997).J. Faure, J. R. Marques, V. Malka, F. Amiranoff, Z. Najmudin, B. Walton, J. P. Roussean, S. Rance, A. Solodov, P. Mora, Phys. Rev. E, 63, 5401–5404 (2001).J. Faure, J. R. Marques, V. Malka, F. Amiranoff, Z. Najmudin, B. Walton, J. P. Roussean, S. Rance, A. Solodov, P. Mora, Phys. Rev. E, 63, 5401–5404 (2001).W. P. Leemans, P. Catravas, E. Esarey, C. G. R. Geddes, C. Toth, R. Trines, C. B. Schroeder, A. B. Shadwick, V. J. Tilborg, J. Faure, Phys. Rev. Lett., 89, 4802–4805 (2002).W. P. Leemans, P. Catravas, E. Esarey, C. G. R. Geddes, C. Toth, R. Trines, C. B. Schroeder, A. B. Shadwick, V. J. Tilborg, J. Faure, Phys. Rev. Lett., 89, 4802–4805 (2002).H. Hora, Nature, London, 333, 337–338 (1988).H. Hora, Nature, London, 333, 337–338 (1988).F. Amiranoff, S. Baton, D. Bernard, B. Cros, D. Descamps, F. Dorchies, F. Jacquet, V. Malka, J. R. Marques, G. Matthieussent, P. Mine, A. Modena, P. Mora, J. Morillo, Z. Najmudin, Phys. Rev. Lett., 81, 995–998 (1995).F. Amiranoff, S. Baton, D. Bernard, B. Cros, D. Descamps, F. Dorchies, F. Jacquet, V. Malka, J. R. Marques, G. Matthieussent, P. Mine, A. Modena, P. Mora, J. Morillo, Z. Najmudin, Phys. Rev. Lett., 81, 995–998 (1995).J. Singh, J. Rajput, H. S. Ghotra, N. Kant, Comm. Theor. Phys., 73, 5502–5506 (2021).J. Singh, J. Rajput, H. S. Ghotra, N. Kant, Comm. Theor. Phys., 73, 5502–5506 (2021).H. S. Ghotra, D. Jaroszynski, B. Ersfeld, N. S. Saini, S. Yoffe, N. Kant, Laser Part. Beams, 36, 154–161 (2018).H. S. Ghotra, D. Jaroszynski, B. Ersfeld, N. S. Saini, S. Yoffe, N. Kant, Laser Part. Beams, 36, 154–161 (2018).A. K. Pramanik, H. S. Ghotra, N. Kant, J. Rajput, Laser Phys. Lett., 19, 075301 (2022).A. K. Pramanik, H. S. Ghotra, N. Kant, J. Rajput, Laser Phys. Lett., 19, 075301 (2022).P. X. Wang, Y. K. Ho, X. Q. Yuan, Q. Kong, A. M. Sessler, Appl. Phys. Lett., 78, 2253–2265 (2001).P. X. Wang, Y. K. Ho, X. Q. Yuan, Q. Kong, A. M. Sessler, Appl. Phys. Lett., 78, 2253–2265 (2001).R. B. Palmer, Front. Particle Beams, 296, 607–635 (1988).R. B. Palmer, Front. Particle Beams, 296, 607–635 (1988).K. P. Singh, Appl. Phys. Lett., 87, 4102–4105 (2005).K. P. Singh, Appl. Phys. Lett., 87, 4102–4105 (2005).D. Strickland, G. Mourou, Opt. Commun., 56, 219–221 (1985).D. Strickland, G. Mourou, Opt. Commun., 56, 219–221 (1985).H. S. Ghotra, N. Kant, Laser Phys. Lett., 13, 5402–5408 (2016).H. S. Ghotra, N. Kant, Laser Phys. Lett., 13, 5402–5408 (2016).Y. I. Salamin, N. M. Jisrawi, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 47, 5601–5605 (2014).Y. I. Salamin, N. M. Jisrawi, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 47, 5601–5605 (2014).H. S. Ghotra, N. Kant, Opt. Rev., 22, 539–543 (2015).H. S. Ghotra, N. Kant, Opt. Rev., 22, 539–543 (2015).J. Rajput, N. Kant, A. Singh, AIP Conf. Proc., 1860, 5–12 (2017).J. Rajput, N. Kant, A. Singh, AIP Conf. Proc., 1860, 5–12 (2017).N. Kant, J. Rajput, A. Singh, Eur. Phys. J. D, 74, 142–150 (2020).N. Kant, J. Rajput, A. Singh, Eur. Phys. J. D, 74, 142–150 (2020).D. N. Gupta, N. Kant, K. P. Singh, Laser Phys., 29, 5301–5305 (2019).D. N. Gupta, N. Kant, K. P. Singh, Laser Phys., 29, 5301–5305 (2019).V. Marceau, A. April, M. Piché, Opt. Lett., 37, 2442–2444 (2012).V. Marceau, A. April, M. Piché, Opt. Lett., 37, 2442–2444 (2012).F. Sohbatzadeh, H. Aku, J. Plasma Phys., 77, 3950–3961 (2011).F. Sohbatzadeh, H. Aku, J. Plasma Phys., 77, 3950–3961 (2011).Y. I. Salamin, Phys. Lett. A, 376, 2442–2445 (2012).Y. I. Salamin, Phys. Lett. A, 376, 2442–2445 (2012).N. M. Jisrawi, B. J. Galow, Y. I. Salamin, Laser and Particle Beams, 32, 671–680 (2014).N. M. Jisrawi, B. J. Galow, Y. I. Salamin, Laser and Particle Beams, 32, 671–680 (2014).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.