شتاب دهنده‌هاي الكتروني بر مبناي انتشار پالس ليزري از ميان پلاسما و در حضور ميدان‌هاي مغناطيسي پيچشي و مايل خارجي

Electron accelerators based on laser pulse propagation through plasma and in the presence of an obliquely external magnetic and a helical wiggler field

در اين مقاله شتاب الكترون با استفاده از يك پالس ليزر انتشار يابنده از ميان محيط پلاسمايي و در حضور ميدان هاي مغناطيسي مايل خارجي و نيز ويگلر پيچشي مورد بررسي قرار گرفته است. براي بدست آوردن مسير و انرژي الكترون از يك كد تك ذره نسبيتي استفاده شده است و باحل چند معادله ديفرانسيل جفت شده غير خطي با روش رانگ- كوتاي مرتبه چهارم، به نتايج عددي رسيديم. نتايج عددي نشان مي دهند كه انرژي الكترون با كاهش فاز اوليه ميدان مغناطيسي خارجي، افزايش مي يابد. هم‌چنين با افزايش شدت پالس ليزر در غياب ويگلرخارجي انرژي الكترون افزايش، و در حضور ويگلر همراه با كاهش شدت پالس ليزر انرژي الكترون، افزايش مي‌يابد. اين ايده، يعني به‌كار بستن ويگلر مغناطيسي خارجي، طراحي شتاب دهنده‌هاي ليزري با توان و شدت پايين ليزر را به طور ارزشمندي بهينه خواهد ساخت. بررسي بيش‌تر نيز نشان مي‌دهد كه انرژي الكترون، با افزايش ميدان مغناطيسي ويگلر در مسافت هاي كوتاه افزايش مي‌يابد، كه اين مي‌توانند در طراحي شتاب دهنده‌هاي با ابعاد كوچك‌تر استفاده شوند.

In the present paper, electron acceleration by a laser pulse propagating through plasma has been studied in the simultaneous presence of a helical wiggler and an obliquely external magnetic field. To obtain the electron energy and electron trajectory, a relativistic single particle code has been used based on the fourth-order Runge-Kutta method. Numerical results indicate that electron energy increases with decreasing θ-angle of obliquely external magnetic field. Besides, it enhances with increasing the laser intensity in the absence of the wiggler field, whereas it increases with decreasing the laser intensity in the presence of wiggler field. It is also found that the electron attains a higher energy at shorter distances for higher amplitude of wiggler field, Employing a wiggler magnetic field in the laser based electron accelerators can be worth in the design of table top accelerators.