We demonstrate using particle-in-cell simulations that electrons can be injected into a hybrid laser wakefield and direct laser accelerator via ionization injection. We propose an accelerator and injector scenario that utilizes two laser pulses. The first (pump) pulse produces the plasma 'bubble' by expelling the plasma electrons generated by its leading edge from the low-Z component of the gas mixture, and then injects electrons into the bubble by ionizing the high-Z component. The second time-delayed laser pulse resonantly interacts with these injected electrons undergoing betatron oscillations inside the bubble. We show that the electrons ionized off-axis and on-axis but off the peak ionization phase possess sufficient transverse energy to undergo efficient direct laser acceleration (DLA). When combined with their acceleration by the bubble's longitudinal plasma wake, DLA can double the total energy gain and produce a monoenergetic beam.
我々は、粒子インセルシミュレーションを用いて、ハイブリッドレーザー航跡場加速器と直接レーザー加速器において、電離注入により電子を注入できることを実証する。我々は、2つのレーザーパルスを利用する加速器およびインジェクターのシナリオを提案する。第1の（ポンプ）パルスは、ガス混合物の低Z成分からその前縁で生成されたプラズマ電子を排除することによりプラズマ「バブル」を生成し、その後、高Z成分を電離させることにより電子をバブル内に注入する。第2の時間遅延レーザーパルスは、バブル内でベータトロン振動を受けるこれらの注入電子と共鳴的に相互作用する。我々は、軸外および軸上であるがピーク電離位相外で電離された電子が、効率的な直接レーザー加速（DLA）を受けるのに十分な横方向エネルギーを持つことを示す。バブルの縦方向プラズマ航跡場による加速と組み合わせると、DLAは総エネルギー利得を2倍にし、単色ビームを生成できる。