In a forced laser-wakefield accelerator experiment (Malka et al 2002 Science298 1596) where the length of the pump laser pulse is a few plasma periods long, the leading edge of the laser pulse undergoes frequency downshifting and head erosion as the laser energy is transferred to the wake. Therefore, after some propagation distance, the group velocity of the leading edge of the pump pulse—and thus of the driven electron plasma wave—will slow down. This can have implications for the dephasing length of the accelerated electrons and therefore needs to be understood experimentally. We have carried out an experimental investigation where we have measured the velocity vf of the 'wave-front' of the plasma wave driven by a nominally 50 fs (full width half maximum), intense (a0 ≃ 1), 0.815 µm laser pulse. To determine the speed of the wave front, time- and space-resolved refractometry, interferometry and Thomson scattering were used. Although a laser pulse propagating through a relatively low-density plasma (ne = 1.3 × 1019 cm−3) showed no measurable changes in vf over 1.3 mm (and no accelerated electrons), a high-density plasma (ne = 5 × 1019 cm−3) generated accelerated electrons and showed a continuous change in vf as the laser pulse propagated through the plasma. Possible causes and consequences of the observed vf evolution are discussed.
強制レーザー航跡場加速実験（Malka et al 2002 Science298 1596）において、ポンプレーザーパルスの長さがプラズマ周期の数倍である場合、レーザーパルスの前縁は、レーザーエネルギーが航跡場に移行するにつれて周波数ダウンシフトと前縁浸食を受ける。したがって、ある伝播距離の後、ポンプパルスの前縁の群速度—ひいては駆動される電子プラズマ波の群速度—は減速する。これは加速電子の位相ずれ長に影響を及ぼす可能性があり、したがって実験的に理解される必要がある。我々は、公称50 fs（半値全幅）、高強度（a0 ≃ 1）、0.815 µmのレーザーパルスによって駆動されるプラズマ波の「波面」の速度vfを測定した実験的調査を行った。波面の速度を決定するために、時間・空間分解屈折率測定、干渉測定、およびトムソン散乱が用いられた。比較的低密度のプラズマ（ne = 1.3 × 10^19 cm^-3）を伝播するレーザーパルスは、1.3 mmにわたってvfの測定可能な変化を示さなかった（また加速電子も生成されなかった）が、高密度のプラズマ（ne = 5 × 10^19 cm^-3）では加速電子が生成され、レーザーパルスがプラズマ中を伝播するにつれてvfの連続的な変化が示された。観測されたvfの時間発展の考えられる原因と結果について議論する。