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Optimization of the beam quality in ionization injection by a tailoring gas profile

Chinese Physics B 2021年第10期30卷 422-427页

作者： Ye Cui Guo-Bo Zhang Yan-Yun Ma Xiao-Hu Yang Jia-Yin Mu Hai-Bo Yao Ming Zi Jie Zhou Jing-Qi Yang Li-Xiang Hu Li-Chao Tian College of Liberal Arts and Sciences National University of Defense TechnologyChangsha 410073China College of Advanced Interdisciplinary Studies National University of Defense TechnologyChangsha 410073China Collaborative Innovation Center of IFSA(CICIFSA) Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China XLAB The Second Academy of CASICBeijing 100854China

A new scheme is proposed to improve the electron beam quality of ionization-induced injection by tailoring gas profile in laser wakefield ***-dimensional particle-in-cell simulations show that the ionization-induced injection mainly occurs in high-density stage and automatically truncates in low-density stage due to the decrease of the wakefield potential *** beam loading can be compensated by the elongated beam resulting from the density transition *** beam quality can be improved by shorter injection distance and beam loading effect.A quasi-monoenergetic electron beam with a central energy of 258 MeV and an energy spread of 5.1%is obtained under certain laser-plasma conditions.

关键词： laser wakefield acceleration ionization-induced injection the beam loading effect

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