Normal broadband lasers with collinear polychromatic components have immense potential for mitigating laser plasma instabilities (LPIs). However, the projection complexity of collinear polychromatic light (CPL) is a significant challenge owing to the demand for a large bandwidth and beamlet number. Here, we propose a theoretical LPI model and optical design for non-collinear polychromatic light (NCPL), which has a small angle and large frequency difference ∼1% between the double-color beamlets. LPI models of the NCPL demonstrate a decoupling threshold for the shared daughter waves under a multibeam configuration. Compared with the CPL, the wavevector couplings of LPIs are further reduced by the introduced angle. Therefore, both the growth rate and saturation level of LPIs are greatly mitigated by using the NCPL. The two- and three-dimensional simulation results indicate that the NCPL reduces the absolute and convective decoupling thresholds of the CPL and is sufficient to effectively mitigate the reflectivity, hot-electron generation, and intensity of cross-beam energy transfer. An optical design for the efficient generation of ultraviolet NCPL has been presented based on the unsaturated optical parametric amplification and non-collinear sum-frequency generation.
通常のブロードバンドレーザーは、コリニアな多色成分を持ち、レーザープラズマ不安定性(LPI)を緩和する大きな可能性を秘めている。しかし、コリニア多色光(CPL)の投射は、大きな帯域幅とビームレット数が要求されるため、その複雑さが重要な課題となっている。ここでは、我々は、二色ビームレット間に小さな角度と∼1%の大きな周波数差を持つ非コリニア多色光(NCPL)のための理論的LPIモデルと光学設計を提案する。NCPLのLPIモデルは、マルチビーム構成における共有娘波のデカップリング閾値を示す。CPLと比較して、LPIの波数ベクトル結合は、導入された角度によってさらに低減される。したがって、LPIの成長率と飽和レベルの両方は、NCPLを使用することによって大幅に緩和される。2次元および3次元シミュレーション結果は、NCPLがCPLの絶対的および対流的デカップリング閾値を低減し、反射率、高温電子生成、および交差ビームエネルギー輸送の強度を効果的に緩和するのに十分であることを示している。非飽和光パラメトリック増幅と非コリニア和周波発生に基づく、紫外NCPLの効率的な生成のための光学設計が提示されている。