Three dimensional particle in cell simulations of laser wakefield acceleration require a considerable amount of resources but are necessary to have realistic predictions and to design future experiments. The planned experiments for the Apollon laser also include two stages of plasma acceleration, for a total plasma length of the order of tens of millimeters or centimeters. In this context, where traditional 3D numerical simulations would be computationally very expensive, we present the results of the application of a recently proposed envelope method, to describe the laser pulse and its interaction with the plasma without the need to resolve its high frequency oscillations. The implementation of this model in the code Smilei is described, as well as the results of benchmark simulations against standard laser simulations and applications for the design of two stage Apollon experiments.
レーザー航跡場加速の3次元粒子セルシミュレーションは、かなりの計算資源を必要とするが、現実的な予測を行い、将来の実験を設計するためには必要である。アポロンレーザー用に計画されている実験には、2段階のプラズマ加速も含まれており、全プラズマ長は数十ミリメートルから数センチメートルのオーダーである。このような状況において、従来の3次元数値シミュレーションは計算コストが非常に高くなるため、我々は、レーザーパルスとプラズマとの相互作用を、その高周波振動を分解することなく記述するために、最近提案されたエンベロープ法を適用した結果を提示する。このモデルのSmileiコードへの実装について説明し、さらに、標準的なレーザーシミュレーションとのベンチマーク結果、および2段階アポロン実験の設計への応用について述べる。