Ускорение электронов при воздействии частотного чирпа лазерного импульса с огибающей cos² и аксиального магнитного поля

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.

1. P. Sprangle, G. Joyce, E. Esarey, A. Ting, AIP Conf. Proc., 175, 231–239 (1988).

2. C. Joshi, T. Katsouleas, Phys. Today, 56, 47–53 (2003).

3. Y. I. Salamin, Phys. Lett. A, 3, 4950–4953 (2010).

4. 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).

5. D. K. Kuri, Phys. Plasmas, 27, 3102–3107 (2020).

6. F. Jokar, E. Eslami, Optik, 123, 1947–1951 (2012).

7. A. K. Pramanik, H. S. Ghotra, N. Kant, J. Rajput, IOP Conf. Proc. RAFAS, 2267, 012013–012018 (2021).

8. T. Tajima, J. Dawson, Phys. Rev., 43, 267–270 (1979).

9. L. Cichitelli, H. Hora, R. Postle, Phys. Rev. A, 41, 3727–3732 (1990).

10. J. X. Wang, Y. K. Ho, Q. Kong, L. J. Zhu, L. Feng, S. Scheid, H. Hora, Phys. Rev. E, 58, 6575–6577 (1998).

11. H. Hora, M. Hoelss, W. Scheid, J. W. Wang, Y. K. Ho, F. Osman, R. Castillo, Laser Part, Beams, 18, 135–144 (1999).

12. J. J. Xu, Y. K. Ho, Q. Kong, Z. Chen, P. X. Wang, W. Wang, W. Lin, J. Appl. Phys., 98, 6105–6108 (2005).

13. B. Rau, T. Tajima, H. Hojo, Phys. Rev. Lett., 78, 3310–3313 (1997).

14. G. Malka, E. Lefebvre, J. L. Miquel, Phys. Rev. Lett., 78, 3314–3317 (1997).

15. 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).

16. 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).

17. H. Hora, Nature, London, 333, 337–338 (1988).

18. 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).

19. J. Singh, J. Rajput, H. S. Ghotra, N. Kant, Comm. Theor. Phys., 73, 5502–5506 (2021).

20. H. S. Ghotra, D. Jaroszynski, B. Ersfeld, N. S. Saini, S. Yoffe, N. Kant, Laser Part. Beams, 36, 154–161 (2018).

21. A. K. Pramanik, H. S. Ghotra, N. Kant, J. Rajput, Laser Phys. Lett., 19, 075301 (2022).

22. P. X. Wang, Y. K. Ho, X. Q. Yuan, Q. Kong, A. M. Sessler, Appl. Phys. Lett., 78, 2253–2265 (2001).

23. R. B. Palmer, Front. Particle Beams, 296, 607–635 (1988).

24. K. P. Singh, Appl. Phys. Lett., 87, 4102–4105 (2005).

25. D. Strickland, G. Mourou, Opt. Commun., 56, 219–221 (1985).

26. H. S. Ghotra, N. Kant, Laser Phys. Lett., 13, 5402–5408 (2016).

27. Y. I. Salamin, N. M. Jisrawi, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 47, 5601–5605 (2014).

28. H. S. Ghotra, N. Kant, Opt. Rev., 22, 539–543 (2015).

29. J. Rajput, N. Kant, A. Singh, AIP Conf. Proc., 1860, 5–12 (2017).

30. N. Kant, J. Rajput, A. Singh, Eur. Phys. J. D, 74, 142–150 (2020).

31. D. N. Gupta, N. Kant, K. P. Singh, Laser Phys., 29, 5301–5305 (2019).

32. V. Marceau, A. April, M. Piché, Opt. Lett., 37, 2442–2444 (2012).

33. F. Sohbatzadeh, H. Aku, J. Plasma Phys., 77, 3950–3961 (2011).

34. Y. I. Salamin, Phys. Lett. A, 376, 2442–2445 (2012).

35. N. M. Jisrawi, B. J. Galow, Y. I. Salamin, Laser and Particle Beams, 32, 671–680 (2014).