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SYLF: Symposium Wechselwirkung in starken Laserfeldern

SYLF 4: Plasma

SYLF 4.2: Fachvortrag

Tuesday, March 16, 1999, 14:30–15:00, zo1

Kollimierte relativistische Elektronen aus einem fs-Laserplasma — •C. Gahn¹, G. D. Tsakiris¹, G. Pretzler¹, A. Pukhov¹, P. Thirolf², J. Meyer-ter-Vehn¹, D. Habs² und K. J. Witte¹ — ¹Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, D-85748 Garching — ²Sektion Physik, LMU München, Am Coulombwall 1, D-85748 Garching

Bei der Wechselwirkung ultrakurzer Laserpulse des MPQ ATLAS-Systems (250 mJ, 130 fs) mit einem Gas-Jet (Elektronendichte 10²⁰ cm⁻³) haben wir Elektronen nachgewiesen, die im Laserfokus auf mehrere MeV beschleunigt werden und einen Strahl in Laserrichtung bilden. Wir haben die Divergenz dieses Strahls mit Hilfe eines phosphorisierenden Schirms gemessen und die winkelabhängige Energieverteilung sowie die Gesamtanzahl der Elektronen mit einem 45-Kanal Magnetspektrometer in einem Bereich von 500 keV bis 13 MeV bestimmt. Dabei entspricht die Energieverteilung der Elektronen einer aus 2 „Temperaturen“ zusammengesetzten Boltzmann-Verteilung mit einer niedrigen Temperaturkomponente unter 1 MeV und einer hohen um 3 MeV. Exakt dieses Verhalten zeigen auch 3D Particle-In-Cell Simulationen, die am MPQ mit dem VLPL-Code (Virtual Laser Plasma Laboratory) durchgeführt wurden. Die Gesamtanzahl dieser schnellen Elektronen ergibt sich übereinstimmend in Experiment und Simulation zu 7×10¹⁰ und ihre Gesamtenergie entspricht 7% der Laserenergie. Die Ergebnisse der Messungen und ihre Interpretation unter Zuhilfenahme der Simulationen werden wir hier präsentieren.