We show experimental results of probing the electric field structure of plasma wakes by using femtosecond relativistic electron bunches generated from a laser wakefield accelerator. Snapshots of laser-driven linear wakes in plasmas with different densities and density gradients are captured. The spatiotemporal evolution of the wake in a plasma density up-ramp is recorded. Two parallel wakes driven by a laser with a main spot and sidelobes are identified in the experiment and reproduced in simulations. The capability of this new method for capturing the electron- and positron-driven wakes is also shown via 3D particle-in-cell simulations.
我々は、レーザー航跡場加速器から生成されたフェムト秒相対論的電子バンチを用いて、プラズマ航跡場の電場構造をプローブした実験結果を示す。異なる密度および密度勾配を有するプラズマ中のレーザー駆動線形航跡場のスナップショットが捕捉された。プラズマ密度上昇勾配中の航跡場の時空間発展が記録された。主スポットとサイドローブを有するレーザーによって駆動される2つの平行な航跡場が実験において同定され、シミュレーションにおいて再現された。この新手法の電子駆動および陽電子駆動航跡場の捕捉能力も、3次元パーティクルインセルシミュレーションによって実証された。