The role of multi-10 TW chirped laser pulses interacting with N2 gas jet targets, as a test case for multi-electron targets, is experimentally examined. Complementary measurements using He gas jet targets, which are fully ionized well before the laser pulse peak, are also presented for comparison with the measurements for the multi-electron N2 targets. It is found that for both gases positively chirped laser pulses accelerate electrons more efficiently compared to the Fourier transform-limited and negatively chirped pulses. Furthermore, multi-electron targets offer additional electron injection mechanisms for efficient electron acceleration as a function of the chirp, due to the dynamic ionization of inner-shell electrons near the peak of the laser pulse. Finally, we show that the background plasma density value plays a critical role in the efficient acceleration of positively chirped pulses as well as in the tuning of the positive chirp value for maximizing the electron energy. We clearly observe that larger plasma density values require higher positive chirp values for efficient electron acceleration.
多電子標的のテストケースとしてのN₂ガスジェット標的と相互作用するmulti-10 TWチャープレーザーパルスの役割を実験的に検証した。レーザーパルスピークよりかなり前に完全にイオン化されるHeガスジェット標的を用いた補完的測定も、多電子N₂標的の測定との比較のために提示する。両ガスにおいて、正にチャープしたレーザーパルスは、フーリエ変換限界パルスおよび負にチャープしたパルスと比較して、より効率的に電子を加速することが見出された。さらに、多電子標的は、レーザーパルスピーク付近での内殻電子の動的イオン化により、チャープの関数としての効率的な電子加速のための追加の電子入射機構を提供する。最後に、背景プラズマ密度値が、正にチャープしたパルスの効率的な加速と、電子エネルギーを最大化するための正のチャープ値の調整の両方において重要な役割を果たすことを示す。より大きなプラズマ密度値は、効率的な電子加速のためにより高い正のチャープ値を必要とすることを明確に観測する。