Optical smoothing techniques are widely used in large high-power laser facilities designed for inertial confinement fusion research, such as the Laser Mégajoule (LMJ) in France. Those techniques are of primordial interest because they reduce laser–plasma instabilities as, for example, the stimulated backward Brillouin scattering (SBS). The latter takes place in the hot plasmas produced inside a hohlraum by the ablation of high-Z or gold material where ion acoustic waves are weakly damped, easing SBS. However, despite the current optical smoothing implementation, like smoothing by spectral dispersion (SSD), SBS is not sufficiently mitigated and may also damage the laser optics by following back the laser path. Moreover, SSD limits the available energy and may produce unwanted amplitude modulations in the laser chain, resulting in an additional damage. Using spectral distribution with two colors (Duluc et al 2019 Phys. Rev. Appl.12 054055) has proven to limit the latter damage, keeping the same efficiency for limiting SBS. In this study, we go a step forward and generalize this approach by exploring multi-color spectral distribution schemes and the role of dispersion by means of three-dimensional simulations. This study paves the road to new laser concepts that could tackle more efficiently the laser–plasma interaction issues leading to a better laser energy coupling.
光学平滑化技術は、慣性閉じ込め核融合研究用に設計された大型高出力レーザー施設、例えばフランスのレーザー・メガジュール（LMJ）において広く使用されている。これらの技術は、レーザー・プラズマ不安定性、例えば誘導ブリルアン後方散乱（SBS）を低減するため、極めて重要である。SBSは、ホーラム内部で高Z材料または金材料のアブレーションによって生成される高温プラズマ中で発生し、そこでイオン音波の減衰が弱いため、SBSが増幅されやすくなる。しかしながら、現在の光学平滑化手法、例えばスペクトル分散による平滑化（SSD）を適用しても、SBSは十分に抑制されず、さらにレーザー光路を逆進してレーザー光学素子に損傷を与える可能性がある。さらに、SSDは利用可能なエネルギーを制限し、レーザー鎖中に望ましくない振幅変調を生じさせ、追加の損傷をもたらす可能性がある。二色スペクトル分布を用いる手法（Dulucら、2019年、Phys. Rev. Appl. 12, 054055）は、SBS抑制効率を維持しつつ、後者の損傷を抑止できることが実証されている。本研究では、このアプローチをさらに発展させ、多次元シミュレーションを用いて多色スペクトル分布方式と分散の役割を探求する。本研究は、レーザー・プラズマ相互作用の問題をより効率的に解決し、レーザーエネルギーの結合効率を向上させることができる新たなレーザー概念への道を開くものである。