Propagating a relativistically intense, negatively chirped laser pulse (the bandwidth >150 nm) in a plasma channel makes it possible to generate background-free, comb-like electron beams—sequences of synchronized bunches with a low phase-space volume and controlled energy spacing. The tail of the pulse, confined in the accelerator cavity (an electron density 'bubble'), experiences periodic focusing, while the head, which is the most intense portion of the pulse, steadily self-guides. Oscillations of the cavity size cause periodic injection of electrons from the ambient plasma, creating an electron energy comb with the number of components, their mean energy, and energy spacing dependent on the channel radius and pulse length. These customizable electron beams enable the design of a tunable, all-optical source of pulsed, polychromatic γ-rays using the mechanism of inverse Thomson scattering, with up to ∼10−5 conversion efficiency from the drive pulse in the electron accelerator to the γ-ray beam. Such a source may radiate ∼107 quasi-monochromatic photons per shot into a microsteradian-scale cone. The photon energy is distributed among several distinct bands, each having sub-30% energy spread, with a highest energy of 12.5 MeV.
プラズマチャネル中を伝搬する相対論的に強度の高い負チャープレーザーパルス（バンド幅 >150 nm）により、バックグラウンドフリーのコム状電子ビーム、すなわち位相空間体積が小さくエネルギー間隔が制御されたバンチ列を生成することが可能となる。加速空洞（電子バブル）内に閉じ込められたパルスの尾部は周期的な集束を受け、一方、パルスの中で最も強度の高い頭部は定常的に自己導波する。空洞サイズの振動により、周囲のプラズマからの電子の周期的な入射が引き起こされ、チャネル半径とパルス長に依存する成分数、平均エネルギー、エネルギー間隔を持つ電子エネルギーコムが生成される。このような調整可能な電子ビームにより、逆トムソン散乱の機構を用いた、駆動レーザーパルスからγ線ビームへの変換効率が∼10⁻⁵に達する、波長可変な全光学的パルス状多色γ線源の設計が可能となる。このような光源は、1ショットあたり∼10⁷個の準単色光子をマイクロステラジアン程度の立体角内に放射し得る。光子エネルギーは複数の離散バンドに分布し、各バンドのエネルギー広がりは30%未満であり、最高エネルギーは12.5 MeVに達する。