انجمن فیزیک ایران مجلۀ پژوهش فیزیک ایران 1682-6957 25 3 2025 12 22 Role of spatial modes in Hermite-sinh-Gaussian beams with radial polarization for electron acceleration in vacuum نقش مدهای فضایی در پرتوهای هرمیت- سینوس هایپربولیک–گاوسی با قطبش شعاعی برای شتاب‌دهی الکترون در خلأ 195 200 3739 10.47176/ijpr.25.3.72152 FA ویوک شارما 1- گروه فیزیک، دانشگاه حرفه‌ای لاولی، جاده G.T.، فاگوارا، پنجاب، هند 2- گروه فیزیک، کالج دولتی دخترانه چودری بالورام گودارا، سری گنگاناگار، راجستان، هند ویشال تاکورا 1- گروه فیزیک، دانشگاه حرفه‌ای لاولی، جاده G.T.، فاگوارا، پنجاب، هند 2- گروه فیزیک، کالج دولتی دخترانه چودری بالورام گودارا، سری گنگاناگار، راجستان، هند Journal Article 2025 07 31 This paper investigates the potential of Hermite-sinh-Gaussian (HSG) laser beams to improve the efficacy of electron acceleration in vacuum. HSG beams are distinguished by their hybrid structure, which encompasses Hermite-Gaussian orthogonality and non-Gaussian characteristics introduced by the hyperbolic sine (sinh) function. This structure provides distinctive capabilities for the manipulation of laser electric fields. The study examines the responsibilities of critical parameters, such as the Hermite mode index (s), the decentered parameter (b) of the sinh function, and the electric field amplitude and distribution, in the optimization of electron acceleration dynamics. The interplay between these parameters and their effect on energy gain and trajectory confinement is analyzed using theoretical modelling and numerical simulations. The results indicate that the maximum total energy can be enhanced to 3375.75 MeV by customized HSG beam configurations (s = 2, b = 3), which can provide valuable insights for the development of advanced laser-driven particle accelerators. These results facilitate the development of compact, high-efficiency electron acceleration technologies that have applications in radiation generation and particle physics. این مقاله به بررسی توانمندی پرتوهای لیزری هرمیت–سینوس هایپربولیک–گاوسی HSG) ) در بهبود کارایی شتاب‌دهی الکترون‌ها در خلأ می‌پردازد. پرتوهای HSG به‌واسطه ساختار آمیختۀ خود متمایز می‌شوند؛ ساختاری که هم شامل تعامد پرتوهای هرمیت–گاوسی است و هم ویژگی‌های غیرگاوسی ناشی از تابع سینوس هایپربولیک را در بر می‌گیرد. این ساختار قابلیت‌های منحصربه‌فردی را برای کنترل و مهندسی میدان‌های الکتریکی لیزر فراهم می‌کند. در این مطالعه، نقش پارامترهای کلیدی مانند نمایه مد هرمیتی (s)، پارامتر برون ‌مرکزی (b)  تابع  سینوس هایپربولیک، و نیز دامنه و توزیع میدان الکتریکی در بهینه‌سازی دینامیک شتاب‌دهی الکترون مورد بررسی قرار گرفته است. برهم‌کنش بین این پارامترها و تأثیر آن‌ها بر افزایش انرژی و محدودسازی مسیر حرکت الکترون‌ها با استفاده از الگو‌سازی نظری و شبیه‌سازی‌های عددی تحلیل شده است. نتایج نشان می‌دهد که با پیکربندی‌های بهینه پرتو HSG با مقادیر (s = 2  و  b = 3)، بیشینه انرژی کل الکترون می‌تواند تا 3375.75  مگاالکترون‌ولت افزایش یابد. این یافته‌ها بینش‌های ارزشمندی برای توسعه شتاب‌دهنده‌های پیشرفته ذرات مبتنی بر لیزر فراهم می‌کنند. به‌طور کلی، نتایج این پژوهش زمینه‌ساز طراحی سامانه‌های فشرده و پربازده شتاب‌دهی الکترون با کاربردهایی در تولید تابش و فیزیک ذرات هستند. https://ijpr.iut.ac.ir/article_3739_20885c72ca35d75619d6a378edea9f76.pdf