具有时空整形超快激光脉冲的倾斜雪犁式有质动力电子加速

摘要： 我们提出了一种利用倾斜超快激光脉冲的啁啾力在自由空间中加速电子的新方案。强度包络的倾斜源于脉冲光谱的角向色散，这会减缓脉冲与自由电子的相互作用。较慢的有效脉冲速度为电子提供了从静止开始加速并保持在波上的时间。我们在绝热啁啾力近似下，给出了非相对论和相对论的单粒子解析模型，描述了理想无限倾斜脉冲以及有限宽度光束的过程。分析预测了作为脉冲前沿倾斜角函数的阈值强度，并表明在理想情况下，电子的输出能量是捕获阈值处啁啾势的四倍。使用二维OSIRIS 4.0粒子模拟器进行的全场模拟验证了该基本方案。这种倾斜脉冲加速方案有望作为一种实验室规模的电子加速方法，以良好的能量和角度分辨率将电子加速到MeV量级，用于超快电子衍射或注入第二级加速器。