The quality of laser wakefield accelerated electrons beams is strongly determined by the physical mechanism exploited to inject electrons in the wakefield. One of the techniques used to improve the beam quality is the density transition injection, where the electron trapping occurs as the laser pulse passes a sharp density transition created in the plasma. Although this technique has been widely demonstrated experimentally, the literature lacks theoretical and numerical studies on the effects of all the transition parameters. We thus report and discuss the results of a series of particle in cell (PIC) simulations where the density transition height and downramp length are systematically varied, to show how the electron beam parameters and the injection mechanism are affected by the density transition parameters.
レーザー航跡場加速された電子ビームの品質は、航跡場内への電子注入に利用される物理メカニズムに強く依存する。ビーム品質を向上させるために用いられる手法の一つが密度遷移注入であり、これはレーザーパルスがプラズマ中に形成された急峻な密度遷移を通過する際に電子捕捉が生じるものである。この手法は実験的に広く実証されているものの、すべての遷移パラメータの影響に関する理論的・数値的研究は不足している。そこで我々は、密度遷移の高さとダウンスロープ長を系統的に変化させた一連のパーティクルインセル（PIC）シミュレーションの結果を報告し、これらの密度遷移パラメータが電子ビームパラメータと注入メカニズムにどのような影響を及ぼすかを示す。