بهينه سازي شتاب الكترون در پلاسما با چگالي شيبدار در شتاب ميدان عقبه ليزري در رژيم حباب بيضوي

Electron acceleration optimization at the plasma density ramp in the laser wake-field acceleration in the ellipsoid bubble regime

در اين مقاله سعي شده تا با بكارگيري شبيه سازي 3 بعدي تك ذره اي، برهم كنش پالس ليزري گاوسي با محيط پلاسماي ناهمگن در رژيم حبابي ميدان عقبه ليزري (LWFA) مورد بررسي قرار گيرد. ميزان تاثيرگذاري پارامتر شيب چگالي الكترونهاي پلاسما روي درصد ميزان حبس شدگي الكترونها در انتهاي حباب بررسي شد. تاثير حضور شيب چگالي محيط به عنوان روشي در افزايش طول وافازي بطور عددي به اثبات رسيد و مشخص گرديد كه با لحاظ كردن انرژي اوليه وجهت حركت اوليه بهينه دسته الكترونها در تزريق خارجي و تعيين مقدار بهينه شيب چگالي پلاسما، درصد ميزان حبس شدگي و تزريق خودبخودي الكترون ها به طور قابل ملاحظه اي افزايش خواهد يافت.

In this paper, 3D simulation is used in the interaction of the Gaussian laser pulse with plasma electrons that have ramp density parameter in the nonlinear regime of the laser wake-field acceleration (LWFA). The influence of the ramp electrons density parameter on acceleration of the bunch electrons and percent of the trap of electrons at the end of the bubble is investigated. The effect of the density ramp environment as a way of the increase in the deceleration length numerically and eventually the influence of the initial energy and direction of the bunch electrons is proved. By determining the optimum plasma density ramp, the percentage of trapping and spontaneous injection of electrons will increase substantially.