The wakefield generation and electrons acceleration in the interaction of femtosecond chirped and double laser pulses with an underdense thin plasma slab is examined by numerical solution of the relativistic Vlasov-Maxwell system of equations using the backward semi-Lagrangian method (BSL). Unlike particle-in-cell methods, the BSL method is free of numerical noise and provides an accurate representation of the distribution function, even in very low density regions of phase space where acceleration and trapping occur. The effect of density fluctuations in low density regions of phase space are important, since they affect the acceleration processes over the following interactions. Therefore, a detailed structure of the distribution function is needed to investigate this process in these regions, which only can be obtained by Vlasov codes. Excitation of wakefields by chirped, chirp free, and double pulse lasers in an underdense plasma slab are simulated using the BSL code and the results are compared. It is shown that by making use of chirped laser pulses, the mean kinetic energy of plasma electrons can be enhanced up to 40% compared with the chirp free case. The investigation of wakefield generation by double laser pulses with a time repetition equal to one plasma period, exhibits amplification of wakefield amplitude after the entrance of the second laser pulse into plasma slab.
フェムト秒チャープおよび二重レーザーパルスと低密度薄膜プラズマとの相互作用における航跡場の生成と電子加速を、相対論的Vlasov-Maxwell方程式系を後方半ラグランジュ法（BSL）を用いて数値的に解くことにより調べた。粒子インセル法とは異なり、BSL法は数値ノイズがなく、加速と捕捉が生じる位相空間の極低密度領域における分布関数を正確に表現できる。このような低密度領域における密度変動は、その後の相互作用における加速過程に影響を及ぼすため重要である。したがって、これらの領域での過程を調べるには、Vlasovコードによってのみ得られる分布関数の詳細な構造が必要となる。チャープパルス、非チャープパルス、および二重パルスによる低密度プラズマスラブ中の航跡場励起をBSLコードを用いてシミュレーションし、結果を比較した。チャープレーザーパルスを用いることで、非チャープの場合と比較して、プラズマ電子の平均運動エネルギーを最大40%向上できることが示された。さらに、プラズマ周期に等しい時間間隔を持つ二重レーザーパルスによる航跡場生成の調査により、2番目のレーザーパルスがプラズマスラブに入射した後の航跡場振幅の増幅が明らかにされた。