It is shown that electron injection into a laser-driven plasma bubble can be manipulated by applying an external magnetic field in the presence of a plasma density gradient. The down-ramp of the density-tailored plasma locally reduces the plasma wave phase velocity, which triggers injection. The longitudinal magnetic field dynamically induces an expanding hole in the electron density distribution at the rear of the wake bubble, which reduces the peak electron velocity in its vicinity. Electron injection is suppressed when the electron velocity drops below the phase velocity, which depends on the size of the density hole. This enables the start and end of electron injection to be independently controlled, which allows generation of sub-femtosecond electron bunches with peak currents of a few kilo-Ampere, for an applied magnetic field of ∼10 Tesla.
レーザー駆動プラズマバブルへの電子入射が、プラズマ密度勾配の存在下で外部磁場を印加することにより操作可能であることを示す。密度テーラープラズマのダウンランプは、プラズマ波の位相速度を局所的に低下させ、入射を誘発する。動的磁場は、航跡場バブルの後端における電子密度分布に拡大する空洞を誘起し、その近傍でのピーク電子速度を低下させる。電子速度が位相速度を下回ると、密度空洞のサイズに依存して電子入射が抑制される。これにより、電子入射の開始と終了を独立に制御することが可能となり、約10テスラの印加磁場のもとで、数キロアンペアのピーク電流を有するサブフェムト秒電子バンチの生成が可能となる。