We present a novel approach to analyzing phase-space distributions of electrons ponderomotively scattered off an ultra-intense laser pulse and comment on the implications for the thus conceivable in-situ laser-characterization schemes. To this end, we present fully relativistic test particle simulations of electrons scattered from an ultra-intense, counter-propagating laser pulse. The simulations unveil non-trivial scalings of the scattered electron distribution with the laser intensity, pulse duration, beam waist, and energy of the electron bunch. We quantify the found scalings by means of an analytical expression for the scattering angle of an electron bunch ponderomotively scattered from a counter-propagating, ultra-intense laser pulse, also accounting for radiation reaction (RR) through the Landau–Lifshitz (LL) model. For various laser and bunch parameters, the derived formula is in excellent quantitative agreement with the simulations. We also demonstrate how, in the radiation-dominated regime, a simple re-scaling of our model's input parameter yields quantitative agreement with numerical simulations based on the LL model.
我々は、超高強度レーザーパルスによってポンデロモーティブ散乱された電子の位相空間分布を解析するための新しい手法を提示し、その結果が、このようにして可能となるその場レーザー特性評価スキームに与える影響について考察する。この目的のため、我々は、超高強度・対向伝搬レーザーパルスによって散乱される電子の完全相対論的テスト粒子シミュレーションを提示する。シミュレーションにより、散乱電子分布のレーザー強度、パルス持続時間、ビームウエスト、および電子バンチのエネルギーに対する非自明なスケーリング則が明らかになる。我々は、放射反応（RR）をランダウ・リフシッツ（LL）モデルを通じて考慮した上で、対向伝搬する超高強度レーザーパルスによってポンデロモーティブ散乱された電子バンチの散乱角に関する解析的表現を用いて、見出されたスケーリング則を定量化する。様々なレーザーおよびバンチパラメータに対して、導出された式はシミュレーションと優れた定量的一致を示す。さらに、放射支配領域において、我々のモデルの入力パラメータを単純に再スケーリングすることで、LLモデルに基づく数値シミュレーションと定量的に一致することを実証する。