Brillouin amplification of laser pulses in plasma has been shown to be a promising approach to produce picosecond pulses of petawatt power. A key challenge is preservation of the quality of the amplified pulse, which requires control of parasitic instabilities that accompany the amplification process. At high plasma densities (/4), ponderomotive filamentation has been identified as the biggest threat to the integrity of the amplifying pulse. It has therefore been proposed to perform Brillouin scattering at densities below to reduce the influence of filamentation. However, parasitic Raman scattering can become a problem at such densities, contrary to densities above where it is forbidden. In this paper, we investigate the influence of parasitic Raman scattering on Brillouin amplification at densities below . We expose the specific problems posed by both Raman backward and forward scattering, and how both types of scattering can be mitigated, leading to an increased performance of the Brillouin amplification process.
プラズマ中のレーザーパルスのブリルアン増幅は、ペタワット級のピコ秒パルスを生成するための有望なアプローチであることが示されている。重要な課題は、増幅パルスの品質の維持であり、これには増幅プロセスに伴う寄生不安定性の制御が必要である。高いプラズマ密度（/4）では、ポンデロモーティブ・フィラメンテーションが増幅パルスの完全性に対する最大の脅威として特定されている。そのため、フィラメンテーションの影響を低減するために、 未満の密度でブリルアン散乱を行うことが提案されている。しかし、そのような密度では、 以上の密度で禁止されているのとは対照的に、寄生ラマン散乱が問題となり得る。本論文では、 未満の密度におけるブリルアン増幅に対する寄生ラマン散乱の影響を調査する。我々は、ラマン前方散乱と後方散乱の両方によってもたらされる具体的な問題を明らかにし、両方のタイプの散乱がどのように緩和され得るかを示し、それによってブリルアン増幅プロセスの性能向上につながることを実証する。