بررسي تاثير زاويه تزريق بر شتاب الكترون در شتابدهنده ميدان عقبه ليزري با حضور ميدان مغناطيسي خارجي

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

در اين مقاله تأثير تكانه اوليه و زاويه تزريق الكترون‌ها به داخل پلاسماي مغناطيده در يك شتاب‌دهنده ميدان عقبه ليزري مورد مطالعه قرار گرفته است. ديده شد كه استفاده از ميدان مغناطيسي خارجي در خلاف جهت انتشار پالس ليزري منجر به افزايش دامنه ميدان عقبه و كاهش سرعت گروه پالس ليزري در مقايسه با حالت استفاده از ميدان مغناطيسي خارجي در جهت انتشار پالس ليزري يا حالت پلاسماي غيرمغناطيده مي‌شود. نتايج حاصل نشان مي‌دهد تأثير تغييرات تكانه اوليه روي انرژي نهايي كسب شده توسط الكترون در مقايسه با تأثير تغييرات زاويه تزريق كمتر است. مشاهده شد با افزايش زاويه تزريق، الكترون مي‌تواند مدت بيشتري در فاز شتاب قرار گرفته و به انرژي نهايي بيشتري برسد. بيشترين انرژي كسب شده در حالت اعمال ميدان مغناطيسي معكوس بوده و در حدود GeV 5/2 است. همچنين با افزايش زاويه تزريق، واگرايي الكترون‌ها افزايش مي‌يابد و كمترين واگرايي مربوط به حالت ميدان مغناطيسي در خلاف جهت انتشار پالس است

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.