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超強激光科學卓越創新簡報

(第一百八十二期)

2021年4月7日

上海光機所在多光束參量不穩定抑制研究中取得新成果

  近期,中科院上海光机所高功率激光物理聯合實驗室在抑制惯性约束聚变中的激光等离子体参量不稳定研究中取得了新的成果,建立了多路多色光驱动受激拉曼散射(SRS)集体效应的物理模型,给出了多色光抑制多光束SRS的物理机制和阈值条件,为新一代驱动装置的设计提供了有效参考。相关成果发表于Plasma Phys. Control. Fusion

  激光等離子體相互作用是使激光慣性約束聚變(ICF)點火受限的瓶頸問題,這一過程激發的參量不穩定會造成入射激光能量的極大損耗,造成壓縮的不對稱性,同時産生大量的超熱電子破壞准等熵壓縮條件。因此,有效抑制參量不穩定是ICF領域的一個關鍵課題。目前已有很多參量不穩定的抑制方案被提出,相比之下,本次研究團隊提出的以弱耦合驅動光束作爲泵浦源的方案兼具可行性與有效性。

  相比于傳統的連續帶寬模型,産生多色弱耦合激光束在技術上更具可行性,是可以迅速推進並進行實驗驗證的一種方案。研究團隊建立了多路多色光在均勻以及非均勻等離子體中激發SRS集體效應的物理模型,通過對非均勻等離子體的模擬,發現3%帶寬的多色光可以有效抑制多光束SRS的激發與飽和,且在非線性階段有明顯的抑制效果,如圖1所示。這爲後續給出具體的多色光驅動裝置方案提供了可靠參考。

  該研究得到了國家自然科學基金、上海市揚帆計劃、中科院先導A類專項等項目的支持。

  原文鏈接

不同帶寬的多光束激發的SRS共用模式。(a)-(b)沒有帶寬的兩束光激發的SRS相圖,可見多個很強的共用模式。(c)-(d)帶寬爲2%的多色光激發的不穩定相圖,可見強度被削弱。(e)帶寬爲3%的多色光激發的不穩定相圖,未見明顯的不穩定激發。(f)-(h)說明多色光在非線性階段亦有明顯的抑制作用。

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