High Power Laser Science and Engineering, Volume. 9, Issue 3, 03000e44(2021)

Direct acceleration of an annular attosecond electron slice driven by near-infrared Laguerre–Gaussian laser

C. Jiang1,2,3, W. P. Wang1、*, S. Weber4,5, H. Dong1,3, Y. X. Leng1,2, R. X. Li1,2, and Z. Z. Xu1,2
Author Affiliations
  • 1State Key Laboratory of High Field Laser Physics and CAS Center for Excellence in Ultra-Intense Laser Science, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
  • 2School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai201210, China
  • 3University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049, China
  • 4Institute of Physics of the ASCR, ELI-Beamlines Project, 18221Prague, Czech Republic
  • 5School of Science, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China
  • show less
    References(61)

    [1] D. Strickland, G. Mourou. Opt. Commun, 56, 219(1985).

    [2] Y. X. Leng. Chin. J. Lasers, 46(2019).

    [3] Z. Zhang, F. Wu, J. Hu, X. Yang, J. Gui, P. Ji, X. Liu, C. Wang, Y. Liu, X. Lu, Y. Xu, Y. Leng, R. Li, Z. Xu. High Power Laser Sci. Eng, 8(2020).

    [4] F. Lureau, G. Matras, O. Chalus, C. Derycke, T. Morbieu, C. Radier, O. Casagrande, S. Laux, S. Ricaud, G. Rey, A. Pellegrina, C. Richard, L. Boudjemaa, C. Simon-Boisson, A. Baleanu, R. Banici, A. Gradinariu, C. Caldararu, B. D. Boisdeffre, P. Ghenuche, A. Naziru, G. Kolliopoulos, L. Neagu, R. Dabu, I. Dancus, D. Ursescu. High Power Laser Sci. Eng, 8(2020).

    [5] M. Turner, E. Adli, A. Ahuja, O. Apsimon, R. Apsimon, A. M. Bachmann, M. Barros Marin, D. Barrientos, F. Batsch, J. Batkiewicz, J. Bauche, V. K. Berglyd Olsen, M. Bernardini, B. Biskup, A. Boccardi, T. Bogey, T. Bohl, C. Bracco, F. Braunmüller, S. Burger, G. Burt, S. Bustamante, B. Buttenschön, A. Caldwell, M. Cascella, J. Chappell, E. Chevallay, M. Chung, D. Cooke, H. Damerau, L. Deacon, L. H. Deubner, A. Dexter, S. Doebert, J. Farmer, V. N. Fedosseev, G. Fior, R. Fiorito, R. A. Fonseca, F. Friebel, L. Garolfi, S. Gessner, I. Gorgisyan, A. A. Gorn, E. Granados, O. Grulke, E. Gschwendtner, A. Guerrero, J. Hansen, A. Helm, J. R. Henderson, C. Hessler, W. Hofle, M. Hüther, M. Ibison, L. Jensen, S. Jolly, F. Keeble, S. Y. Kim, F. Kraus, T. Lefevre, G. LeGodec, Y. Li, S. Liu, N. Lopes, K. V. Lotov, L. Maricalva Brun, M. Martyanov, S. Mazzoni, D. Medina Godoy, V. A. Minakov, J. Mitchell, J. C. Molendijk, R. Mompo, J. T. Moody, M. Moreira, P. Muggli, E. Öz, E. Ozturk, C. Mutin, C. Pasquino, A. Pardons, F. Peña Asmus, K. Pepitone, A. Perera, A. Petrenko, S. Pitman, G. Plyushchev, A. Pukhov, S. Rey, K. Rieger, H. Ruhl, J. S. Schmidt, I. A. Shalimova, E. Shaposhnikova, P. Sherwood, L. O. Silva, L. Soby, A. P. Sosedkin, R. Speroni, R. I. Spitsyn, P. V. Tuev, F. Velotti, L. Verra, V. A. Verzilov, J. Vieira, H. Vincke, C. P. Welsch, B. Williamson, M. Wing, B. Woolley, G. Xia. Phys. Rev. Lett, 122, 054801(2019).

    [6] J. Ren, C. Maurer, P. Katrik, P. M. Lang, A. A. Golubev, V. Mintsev, Y. Zhao, D. H. H. Hoffmann. Contrib. Plasma Phys, 58, 82(2018).

    [7] M. Thévenet, A. Leblanc, S. Kahaly, H. Vincenti, A. Vernier, F. Quéré, J. Faure. Nat. Phys, 12, 355(2015).

    [8] C. Joshi, W. B. Mori, T. Katsouleas, J. M. Dawson, J. M. Kindel, D. W. Forslund. Nature, 311, 525(1984).

    [9] S. P. Mangles, C. D. Murphy, Z. Najmudin, A. G. Thomas, J. L. Collier, A. E. Dangor, E. J. Divall, P. S. Foster, J. G. Gallacher, C. J. Hooker, D. A. Jaroszynski, A. J. Langley, W. B. Mori, P. A. Norreys, F. S. Tsung, R. Viskup, B. R. Walton, K. Krushelnick. Nature, 431, 535(2004).

    [10] J. Faure, Y. Glinec, A. Pukhov, S. Kiselev, S. Gordienko, E. Lefebvre, J. P. Rousseau, F. Burgy, V. Malka. Nature, 431, 541(2004).

    [11] C. G. Geddes, C. S. Toth, J. Van Tilborg, E. Esarey, C. B. Schroeder, D. Bruhwiler, C. Nieter, J. Cary, W. P. Leemans. Nature, 431, 538(2004).

    [12] E. Esarey, C. B. Schroeder, W. P. Leemans. Rev. Mod. Phys, 81, 1229(2009).

    [13] X. Wang, R. Zgadzaj, N. Fazel, Z. Li, S. A. Yi, X. Zhang, W. Henderson, Y. Y. Chang, R. Korzekwa, H. E. Tsai, C. H. Pai, H. Quevedo, G. Dyer, E. Gaul, M. Martinez, A. C. Bernstein, T. Borger, M. Spinks, M. Donovan, V. Khudik, G. Shvets, T. Ditmire, M. C. Downer. Nat. Commun, 4, 1988(2013).

    [14] W. P. Leemans, A. J. Gonsalves, H. S. Mao, K. Nakamura, C. Benedetti, C. B. Schroeder, C. Toth, J. Daniels, D. E. Mittelberger, S. S. Bulanov, J. L. Vay, C. G. Geddes, E. Esarey. Phys. Rev. Lett, 113, 245002(2014).

    [15] A. J. Gonsalves, K. Nakamura, J. Daniels, C. Benedetti, C. Pieronek, T. C. H. de Raadt, S. Steinke, J. H. Bin, S. S. Bulanov, J. van Tilborg, C. G. R. Geddes, C. B. Schroeder, C. Tóth, E. Esarey, K. Swanson, L. Fan-Chiang, G. Bagdasarov, N. Bobrova, V. Gasilov, G. Korn, P. Sasorov, W. P. Leemans. Phys. Rev. Lett, 122, 084801(2019).

    [16] F. V. Hartemann, S. N. Fochs, G. P. Le Sage, N. C. Luhmann, J. G. Woodworth, M. D. Perry, Y. J. Chen, A. K. Kerman. Phys. Rev. E, 51, 4833(1995).

    [17] A. Maltsev, T. Ditmire. Phys. Rev. Lett, 90, 053002(2003).

    [18] X. Cai, J. Zhao, Q. Lin, H. Tong, J. Liu. Opt. Express, 26, 30030(2018).

    [19] A. Denoeud, L. Chopineau, A. Leblanc, F. Quere. Phys. Rev. Lett, 118, 033902(2017).

    [20] X.-M. Cai, J.-Y. Zhao, Q. Lin, J.-L. Luo. J. Opt. Soc. Am. B, 33, 158(2016).

    [21] Y. I. Salamin, C. H. Keitel. Phys. Rev. Lett, 88, 095005(2002).

    [22] M. C. Downer, R. Zgadzaj, A. Debus, U. Schramm, M. C. Kaluza. Rev. Mod. Phys, 90, 035002(2018).

    [23] J. Schreiber, P. R. Bolton, K. Parodi. Rev. Sci. Instrum, 87, 071101(2016).

    [24] W. Wang, B. Shen, X. Zhang, L. Zhang, Y. Shi, Z. Xu. Sci. Rep, 5, 8274(2015).

    [25] X. Wang, B. Shen, X. Zhang, W. Wang, J. Xu, L. Yi, Y. Shi. Phys. Plasmas, 22, 043106(2015).

    [26] W. P. Wang, C. Jiang, H. Dong, X. M. Lu, J. F. Li, R. J. Xu, Y. J. Sun, L. H. Yu, Z. Guo, X. Y. Liang, Y. X. Leng, R. X. Li, Z. Z. Xu. Phys. Rev. Lett, 125, 034801(2020).

    [27] X. Zhang, B. Shen, L. Zhang, J. Xu, X. Wang, W. Wang, L. Yi, Y. Shi. New J. Phys, 16, 123051(2014).

    [28] J. Vieira, J. T. Mendonca, F. Quere. Phys. Rev. Lett, 121, 054801(2018).

    [29] L. X. Hu, T. P. Yu, Z. M. Sheng, J. Vieira, D. B. Zou, Y. Yin, P. McKenna, F. Q. Shao. Sci. Rep, 8, 7282(2018).

    [30] C. Baumann, A. Pukhov. Phys. Plasmas, 25, 083114(2018).

    [31] L. B. Ju, C. T. Zhou, K. Jiang, T. W. Huang, H. Zhang, T. X. Cai, J. M. Cao, B. Qiao, S. C. Ruan. New J. Phys, 20, 063004(2018).

    [32] L.-X. Hu, T.-P. Yu, Y. Lu, G.-B. Zhang, D.-B. Zou, H. Zhang, Z.-Y. Ge, Y. Yin, F.-Q. Shao. Plasma Phys. Control. Fusion, 61, 025009(2019).

    [33] J. Vieira, J. T. Mendonça. Phys. Rev. Lett, 112, 215001(2014).

    [34] H. He, M. E. Friese, N. R. Heckenberg, H. Rubinsztein-Dunlop. Phys. Rev. Lett, 75, 826(1995).

    [35] L. Allen, M. Beijersbergen, R. Spreeuw, J. Woerdman. Phys. Rev. A, 45, 8185(1992).

    [36] N. V. Zamfir. Eur. Phys. J. Spec. Top, 223, 1221(2014).

    [37] Y. Shi, B. Shen, L. Zhang, X. Zhang, W. Wang, Z. Xu. Phys. Rev. Lett, 112, 235001(2014).

    [38] W. Gong, B. Shen, L. Zhang, X. Zhang. New J. Phys, 21, 043022(2019).

    [39] A. Leblanc, A. Denoeud, L. Chopineau, G. Mennerat, P. Martin, F. Quéré. Nat. Phys, 13, 440(2017).

    [40] R. Nuter, P. Korneev, I. Thiele, V. Tikhonchuk. Phys. Rev. E, 98, 033211(2018).

    [41] J. Vieira, R. M. Trines, E. P. Alves, R. A. Fonseca, J. T. Mendonca, R. Bingham, P. Norreys, L. O. Silva. Nature, 7, 10371(2016).

    [42] S. Haddadi, O. Bouzid, M. Fromager, A. Hasnaoui, A. Harfouche, E. Cagniot, A. Forbes, K. Aït-Ameur. J. Opt, 20, 045602(2018).

    [43] A. Pukhov, J. Meyer-ter-Vehn. Appl. Phys. B, 74, 355(2002).

    [44] M. Chen, Z.-M. Sheng, Y.-Y. Ma, J. Zhang. J. Appl. Phys, 99, 056109(2006).

    [45] T. M. Jeong, S. Bulanov, W. Yan, S. Weber, G. Korn. OSA Continuum, 2, 2718(2019).

    [46] W. P. Wang, C. Jiang, B. F. Shen, F. Yuan, Z. M. Gan, H. Zhang, S. H. Zhai, Z. Z. Xu. Phys. Rev. Lett, 122, 024801(2019).

    [47] X. Zhang, B. Shen, Y. Shi, X. Wang, L. Zhang, W. Wang, J. Xu, L. Yi, Z. Xu. Phys. Rev. Lett, 114, 173901(2015).

    [48] S. Li, B. Shen, X. Zhang, Z. Bu, W. Gong. Opt. Express, 26, 23460(2018).

    [49] G. Stancari, A. Valishev, G. Annala, G. Kuznetsov, V. Shiltsev, D. A. Still, L. G. Vorobiev. Phys. Rev. Lett, 107, 084802(2011).

    [50] C. J. Zhang, J. F. Hua, Y. Wan, C. H. Pai, B. Guo, J. Zhang, Y. Ma, F. Li, Y. P. Wu, H. H. Chu, Y. Q. Gu, X. L. Xu, W. B. Mori, C. Joshi, J. Wang, W. Lu. Phys. Rev. Lett, 119, 064801(2017).

    [51] T. Z. Zhao, K. Behm, C. F. Dong, X. Davoine, S. Y. Kalmykov, V. Petrov, V. Chvykov, P. Cummings, B. Hou, A. Maksimchuk, J. A. Nees, V. Yanovsky, A. G. Thomas, K. Krushelnick. Phys. Rev. Lett, 117, 094801(2016).

    [52] M. Mousley, G. Thirunavukkarasu, M. Babiker, J. Yuan. Proc. SPIE, 9581, 95810C(2015).

    [53] T. D. Arber, K. Bennett, C. S. Brady, A. Lawrence-Douglas, M. G. Ramsay, N. J. Sircombe, P. Gillies, R. G. Evans, H. Schmitz, A. R. Bell, C. P. Ridgers. Plasma Phys. Control. Fusion, 57, 113001(2015).

    [54] A. Henig, S. Steinke, M. Schnurer, T. Sokollik, R. Horlein, D. Kiefer, D. Jung, J. Schreiber, B. M. Hegelich, X. Q. Yan, J. Meyer-ter-Vehn, T. Tajima, P. V. Nickles, W. Sandner, D. Habs. Phys. Rev. Lett, 103, 245003(2009).

    [55] J. H. Bin, W. J. Ma, H. Y. Wang, M. J. Streeter, C. Kreuzer, D. Kiefer, M. Yeung, S. Cousens, P. S. Foster, B. Dromey, X. Q. Yan, R. Ramis, J. Meyer-ter-Vehn, M. Zepf, J. Schreiber. Phys. Rev. Lett, 115, 064801(2015).

    [56] W. P. Wang, B. F. Shen, Z. Z. Xu. Phys. Plasmas, 24, 013104(2017).

    [57] W. P. Wang, B. F. Shen, X. M. Zhang, L. L. Ji, Y. H. Yu, L. Q. Yi, X. F. Wang, Z. Z. Xu. Phys. Rev. ST Accel. Beams, 15, 081302(2012).

    [58] W. P. Wang, B. F. Shen, X. M. Zhang, L. L. Ji, M. Wen, J. C. Xu, Y. H. Yu, Y. L. Li, Z. Z. Xu. Phys. Plasmas, 18, 013103(2011).

    [59] W. Wang, C. Jiang, S. Li, H. Dong, B. Shen, Y. Leng, R. Li, Z. Xu. High Power Laser Sci. Eng, 7, e55(2019).

    [60] Q. Zhan. Opt. Lett, 31, 867(2006).

    [61] Z. Nie, C.-H. Pai, J. Hua, C. Zhang, Y. Wu, Y. Wan, F. Li, J. Zhang, Z. Cheng, Q. Su, S. Liu, Y. Ma, X. Ning, Y. He, W. Lu, H.-H. Chu, J. Wang, W. B. Mori, C. Joshi. Nat. Photonics, 12, 489(2018).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    C. Jiang, W. P. Wang, S. Weber, H. Dong, Y. X. Leng, R. X. Li, Z. Z. Xu. Direct acceleration of an annular attosecond electron slice driven by near-infrared Laguerre–Gaussian laser[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2021, 9(3): 03000e44

    Download Citation

    EndNote(RIS)BibTexPlain Text
    Save article for my favorites
    Paper Information

    Category: Research Articles

    Received: Jan. 31, 2021

    Accepted: Apr. 29, 2021

    Published Online: Aug. 4, 2021

    The Author Email: W. P. Wang (wangwenpeng@siom.ac.cn)

    DOI:10.1017/hpl.2021.28

    Topics