Since the pioneering work of Tajima and Dawson on the laser electron accelerator, experiments on the excitation of high-amplitude plasma waves by beat-wave, photon wakefield and self-resonant wakefield have been performed in plasmas and give evidence of electron acceleration in the range 1 - 100 MeV for distances of less than one centimetre. Electrons, either from the plasma itself, or injected from outside, are accelerated to these relativistic energies by the longitudinal electric field of the laser-excited plasma wave whose phase velocity is close to the speed of light. After a short survey of the excitation mechanism of this relativistic plasma wave, the scaling laws which link the electric field of the plasma wave, the energy gain of accelerated electrons and the acceleration length to the parameters of the laser will be recalled. Then, limits for the energy of accelerated electrons will be given in the case of passing and trapped electrons as well as in the case of wavebreaking. These classical results will be compared with recent experimental results of electron acceleration in CO2 and Nd, beat-wave, as well as for self-resonant wakefield. Future experiments on photon wakefield will be discussed. Relevant work performed to improve the energy gain of acceleration schemes such as light channelling by preformed plasmas or by relativistic effects will be discussed.
タジマとドーソンによるレーザー電子加速器に関する先駆的研究以来、ビート波、フォトン航跡場、および自己共鳴航跡場による高振幅プラズマ波の励起実験がプラズマ中で行われ、1センチメートル未満の距離で1〜100 MeVの範囲の電子加速の証拠が得られている。プラズマ自体からの電子、または外部から注入された電子は、位相速度が光速に近いレーザー励起プラズマ波の縦電場によって、これらの相対論的エネルギーまで加速される。この相対論的プラズマ波の励起機構の簡単な概観の後、プラズマ波の電場、加速電子のエネルギー利得、および加速長をレーザーのパラメータと結び付けるスケーリング則が再掲される。次に、通過電子および捕捉電子の場合、ならびに波破壊の場合における加速電子のエネルギー限界が示される。これらの古典的結果は、CO2およびNdを用いたビート波、ならびに自己共鳴航跡場における電子加速の最近の実験結果と比較される。フォトン航跡場に関する将来の実験が議論される。また、予形成プラズマによる光チャネリングや相対論的効果など、加速スキームのエネルギー利得を向上させるために行われた関連研究についても議論される。