The substantial angular divergence of electron beams produced by direct laser acceleration (DLA) is often considered as an inherent negative feature of the mechanism. The divergence however arises primarily because the standard approach relies on transverse electron oscillations and their interplay with the transverse electric fields of the laser pulse. We consider a conceptually different approach to DLA that leverages longitudinal laser electric fields that are present in a tightly focused laser beam. A structured hollow-core target is used to enhance the longitudinal fields and maintain them over a distance much longer than the Rayleigh length by guiding the laser pulse. Electrons are injected by the transverse laser electric field into the channel and then they are accelerated forward by the pulse, generating an electron current. We show that the forces from electric and magnetic fields of this electron population compensate each other, creating a favorable configuration without a strong restoring force. We use two-dimensional particle-in-cell simulations to demonstrate that a low divergence energetic electron beam with an opening angle of less than 5° can be generated in this configuration. Most of the energy is transferred to the electrons by the longitudinal laser electric field and, given a sufficient acceleration distance, super-ponderomotive energies can be realized without sacrificing the collimation.
直接レーザー加速（DLA）によって生成される電子ビームの大きな角度発散は、しばしばこの機構に固有の負の特性と見なされる。しかしながら、この発散は主に、標準的なアプローチが横方向の電子振動と、レーザーパルスの横方向電場との相互作用に依存していることに起因する。我々は、強く集束されたレーザービームに存在する縦方向のレーザー電場を活用する、概念的に異なるDLAアプローチを考察する。構造化された中空コアターゲットを用いて、レーザーパルスを導波させることにより、縦方向電場を増強し、レイリー長よりもはるかに長い距離にわたって維持する。電子は、レーザーの横方向電場によってチャネル内に注入され、その後、パルスによって前方に加速され、電子電流を生成する。我々は、この電子集団の電場と磁場からの力が互いに補償し合い、強い復元力のない好ましい配位を創り出すことを示す。我々は、二次元粒子インセルシミュレーションを用いて、この配位において、開き角が5°未満の低発散の高エネルギー電子ビームが生成され得ることを実証する。エネルギーの大部分は、縦方向のレーザー電場によって電子に伝達され、十分な加速距離が与えられれば、コリメーションを犠牲にすることなく、超ポンデロモーティブエネルギーが実現され得る。