纳米粒子辅助激光尾波场电子加速的原理验证实验

摘要： 激光电子加速器为构建紧凑型电子加速器铺平了道路，但需提升电子束质量才能高效应用于各类专业领域。我们通过纳米粒子辅助激光尾场加速（NA LWFA）原理验证实验改善了电子束质量——利用铝靶激光烧蚀产生纳米粒子并注入氦等离子体，触发电子进入70太瓦飞秒激光脉冲激发的非线性等离子体尾场。相较于自注入情形，实验观测到电子束能量、能散度及发散角均显著提升：最优电子束团最高能量达340 MeV，相对能散仅4.7%，垂直发散角5.9 mrad。NA LWFA的初步成果极具前景，将推动纳米粒子辅助激光尾场加速技术的理论与实验研究深入发展。