We examine the influence of non-ideal plasma-density and non-Gaussian transverse laser-intensity profiles in the laser wakefield accelerator analytically and numerically. We find that the characteristic amplitude and scale length of longitudinal density fluctuations impact on the final energies achieved by electron bunches. Conditions that minimize the role of the longitudinal plasma-density fluctuations are found. The influence of higher order Laguerre–Gaussian laser pulses is also investigated. We find that higher order laser modes typically lead to lower energy gains. Certain combinations of higher order modes may, however, lead to higher electron energy gains.
我々は、レーザー航跡場加速器において、非理想的なプラズマ密度分布と非ガウス型の横方向レーザー強度分布が及ぼす影響を、解析的および数値的に考察する。縦方向の密度ゆらぎの特性振幅と特性スケール長が、電子バンチが最終的に獲得するエネルギーに影響を及ぼすことが見出された。縦方向のプラズマ密度ゆらぎの影響を最小化する条件が明らかにされた。また、高次のラゲール–ガウスレーザーパルスの影響についても調査した。高次のレーザーモードは一般にエネルギー利得を低下させるが、特定のモードの組み合わせによっては、電子のエネルギー利得が増大し得ることが見出された。