نویسنده

گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس

چکیده

در این مقاله تأثیر تکانه اولیه و زاویه تزریق الکترون‌ها به داخل پلاسمای مغناطیده در یک شتاب‌دهنده میدان عقبه لیزری مورد مطالعه قرار گرفته است. دیده شد که استفاده از میدان مغناطیسی خارجی در خلاف جهت انتشار پالس لیزری منجر به افزایش دامنه میدان عقبه و کاهش سرعت گروه پالس لیزری در مقایسه با حالت استفاده از میدان مغناطیسی خارجی در جهت انتشار پالس لیزری یا حالت پلاسمای غیرمغناطیده می‌شود. نتایج حاصل نشان می‌دهد تأثیر تغییرات تکانه اولیه روی انرژی نهایی کسب شده توسط الکترون در مقایسه با تأثیر تغییرات زاویه تزریق کمتر است. مشاهده شد با افزایش زاویه تزریق، الکترون می‌تواند مدت بیشتری در فاز شتاب قرار گرفته و به انرژی نهایی بیشتری برسد. بیشترین انرژی کسب شده در حالت اعمال میدان مغناطیسی معکوس بوده و در حدود GeV 5/2 است. همچنین با افزایش زاویه تزریق، واگرایی الکترون‌ها افزایش می‌یابد و کمترین واگرایی مربوط به حالت میدان مغناطیسی در خلاف جهت انتشار پالس است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation the influence of injection angle on electron acceleration in laser wake-field accelerator with the presence of external magnetic field

نویسنده [English]

  • M asri

چکیده [English]

In this paper, the influence of initial momentum and the injection angle of electron in to the magnetized plasma in a laser wake-field accelerator have been studied.It has been seen that the use of external magnetic field in the opposite direction of laser pulse propagation leads to an increase in the wake-field amplitude and a decrease in laser pulse group velocity in comparison to the use of external magnetic field in same direction of laser pulse propagation or unmagnetized plasma case. The results show, the effect of initial momentum variation on the final energy gained by electron is lower in comparison with the effect of injection angle variation. It is observed when the injection angle is increased, the electron can stay more in acceleration phase and reach to more final energy. The maximum final energy of accelerated electron is about 2.5 GeV when the magnetic field is applied along the reverse direction. Also, the electron energy is increased with the increase of injection angle and lowest energy is related to the case of magnetic field applied along the reverse direction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electron injection
  • Magnetized plasma
  • Laser wake-field
  • electron acceleration

1. C Maher-McWilliams, P Douglas, and P F Barker, Nat. Photonics 6 (2012) 386. 2. W Luo, H B Zhuo, Y Y Ma, X H Yang, N Zhao, and M Y Yu, Laser Part Beams 31 (2013) 89. 3. M Lamehi Rashti, F Ghasemi, S Zarei, H Sayyar, H Aleebrahim, M Khosravani, M Ansari, M Yahaghi, AH Mirdamadi, and SH Madani, Iranian Journal of Physics Research 15 2 (2015) 119. 4. LHC–The Large Hadron Collider, http://lhc.web.cern.ch/lhc/ 5. T Tajima and J M Dawson, Phys. Rev. Lett. 43 (1979) 267. 6. R A Snavely et al., Phys. Rev. Lett. 85 (2000) 2945. 7. A J Mackinnon, M Borghesi, S Hatchett, M Key, P Patel, H Campbell, A Schiavi, R Snavely, S Wilks, and O. Willi, Phys. Rev. Lett. 86 (2001) 1769. 8. D Strickland and G Mourou, Optics Communications 56 (1985) 219. 9. G Malka, E Lefebvre, J L Miquel, Phys. Rev. Lett. 78 (1997) 3314. 10. W Yu, V Bychenkov, Y Sentoku, M Y Yu, Z M Sheng, K Mima, Phys. Rev. Lett. 85 (2000) 570. 11. D N Gupta, C M Ryu, Phys. Plasmas 12 (2005) 053103; K P Singh, J. Appl. Phys. 100 (2006) 044907. 12. F Sohbatzadeh, H Aku, J. Plasmas Phys. 77 (2011) 39. 13. M Akhyani, M Rezaei-Pandari, F Jahangiri, A R Niknam, and R Massudi, Iranian Journal of Physics Research 17 2 (2017) 36. 14. E Esarey, P Sprangle, J Krall, and A Ting, IEEE Trans. Plasma Sci. 24 (1996) 252. 15. S P D Mangles et al., Nature (London) 431 (2004) 535. 16. J Faure, C Rechatin, A Norlin, A Lifschitz, Y Glinec, and V Malka, Nature (London) 444 (2006) 737. 17. S Kneip, S R Nagel, S Martins, C Bellei, and et al., Phys. Rev. Lett. 103 (2009) 035002. 18. C E Clayton, K A Marsh, A Dyson, M Everett, A Lal,W P Leemans, R Williams, and C Joshi, Phys. Rev. Lett.70 (1993) 37. 19. W P Leemans, B Nagler, A J Gonasalves, C Toth, K Nakamura, C G R Geddes, E Esarey, C B Schroeder,and S M Hooker, Nature Phys. 2 (2006) 696. 20. C E Clayton, J E Ralph, F Albert, R A Fonseca, S H Glenzer, C Joshi, W Lu, K A Marsh, S F Martins, W B Mori, A Pak, F S Tsung, B B Pollock, J S Ross, L O Silva, and D H Froula, Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 105003. 21. C D Barnes, et al., In Proc. PAC 2003. IEEE (2003) 1530. 22. V B Krasovitskii, V G Dorofeenko, V I Sotnikov, B S Bauer, Phys. Plasmas 11 724 (2004). 23. D N Gupta, N Kant, D E Kim, H Suk, Phys. Lett. A 368 (2007) 402. 24. R S Bonabi and M E Abari, Phys. Plasmas 17 (2010) 032101; D N Gupta, H Suk, and M S Hur, Appl. Phys. Lett. 91 (2007) 211101. 25. A Kargarian, H Mehdian, and A Hasanbeigi, Iranian Journal of Physics Research 14 1 (2014) 9. 26. T Hosokai, A Zhidkov, A Yamazaki, Y Mizuta, M Uesaka, and R Kodama, Appl. Phys. Lett. 96 (2010) 121501. 27. M J H Luttikhof, A G Khachatryan, F A van Goor and K-J Boller, Phys. Plasmas 14 (2007) 083101. 28. M J H Luttikhof, A G Khachatryan, F A van Goor, K-J Boller and P Mora, Laser Part. Beams 27 (2009) 69. 29. H S Ghotra, N Kant, Phys. Plasmas 23 (2016) 053115. 30. P Jha, A Saroch, R K Mishra, and A K Upadhyay, Phys. Rev. ST Accel. Beams 15 (2012) 081301. 31. E Esarey, C B Schroeder, and W P Leemans, Reviews of Modern Physics 81 3 (2009) 1229. 32. M Marklund, P K Shukla, L Stenflo, G Brodin and M Servin, Plasma Phys. Control. Fusion 47 (2005) 25.

تحت نظارت وف بومی