An experimental investigation on the laser plasma acceleration of electrons has been carried out using 3 TW, 45 fs duration titanium sapphire laser pulse interaction with a nitrogen gas jet at an intensity of 2 × 1018 W cm−2. We have observed the stable generation of a well collimated electron beam with divergence and pointing variation ∼10 mrad from nitrogen gas jet plasma at an optimum plasma density around 3 × 1019 cm−3. The energy spectrum of the electron beam was quasi-monoenergetic with an average peak energy and a charge around 25 MeV and 30 pC respectively. The results will be useful for better understanding and control of ionization injection and the laser wakefield acceleration (LWFA) of electrons in high-Z gases and also towards the development of practical LWFA for various applications including injectors for high energy accelerators.
レーザー航跡場加速による電子のレーザープラズマ加速に関する実験的調査を、3 TW、45 fs のチタンサファイアレーザーパルスと窒素ガスジェットとの相互作用を用いて、2 × 10¹⁸ W cm⁻² の強度で実施した。我々は、窒素ガスジェットプラズマから、発散角およびポインティング変動が約 10 mrad の良くコリメートされた電子ビームの安定した生成を、約 3 × 10¹⁹ cm⁻³ の最適プラズマ密度において観測した。電子ビームのエネルギースペクトルは準単色であり、平均ピークエネルギーは約 25 MeV、電荷は約 30 pC であった。これらの結果は、高Zガス中におけるイオン化入射とレーザー航跡場加速（LWFA）の理解と制御の向上、および高エネルギー加速器への入射器を含む様々な応用のための実用的なLWFAの開発に有用である。