Shock ignition (SI) is an appealing approach in the inertial confinement scenario for the ignition and burn of a pre-compressed fusion pellet. In this scheme, a strong converging shock is launched by laser irradiation at an intensity Iλ2 > 1015 W cm−2 µm2 at the end of the compression phase. In this intensity regime, laser–plasma interactions are characterized by the onset of a variety of instabilities, including stimulated Raman scattering, Brillouin scattering and the two plasmon decay, accompanied by the generation of a population of fast electrons. The effect of the fast electrons on the efficiency of the shock wave production is investigated in a series of dedicated experiments at the Prague Asterix Laser Facility (PALS).We study the laser–plasma coupling in a SI relevant regime in a planar geometry by creating an extended preformed plasma with a laser beam at ∼7 × 1013 W cm−2 (250 ps, 1315 nm). A strong shock is launched by irradiation with a second laser beam at intensities in the range 1015–1016 W cm−2 (250 ps, 438 nm) at various delays with respect to the first beam. The pre-plasma is characterized using x-ray spectroscopy, ion diagnostics and interferometry. Spectroscopy and calorimetry of the backscattered radiation is performed in the spectral range 250–850 nm, including (3/2)ω, ω and ω/2 emission. The fast electron production is characterized through spectroscopy and imaging of the Kα emission. Information on the shock pressure is obtained using shock breakout chronometry and measurements of the craters produced by the shock in a massive target.Preliminary results show that the backscattered energy is in the range 3–15%, mainly due to backscattered light at the laser wavelength (438 nm), which increases with increasing the delay between the two laser beams. The values of the peak shock pressures inferred from the shock breakout times are lower than expected from 2D numerical simulations. The same simulations reveal that the 2D effects play a major role in these experiments, with the laser spot size comparable with the distance between critical and ablation layers.
衝撃波点火（SI）は、予圧縮された核融合ペレットの点火と燃焼のための慣性閉じ込め核融合シナリオにおいて魅力的なアプローチである。この方式では、圧縮段階の終わりに、強力な収束衝撃波が、強度Iλ² > 10¹⁵ W cm⁻² μm²のレーザー照射によって発生する。この強度領域では、レーザー・プラズマ相互作用は、誘導ラマン散乱、ブリルアン散乱、二プラズモン崩壊を含む様々な不安定性の発生によって特徴づけられ、それに伴って高速電子の集団が生成される。高速電子が衝撃波生成効率に及ぼす影響は、プラハのアステリックス・レーザー施設（PALS）における一連の専用実験で調査されている。我々は、平面形状におけるSI関連のレーザー・プラズマ結合を、約7 × 10¹³ W cm⁻²（250 ps、1315 nm）のレーザービームを用いて拡張された予備プラズマを生成することにより研究している。強力な衝撃波は、最初のビームに対して様々な遅延時間で、10¹⁵〜10¹⁶ W cm⁻²（250 ps、438 nm）の強度範囲の第2レーザービームの照射によって発生する。予備プラズマは、X線分光法、イオン診断、干渉計測を用いて特性評価される。後方散乱放射の分光法と熱量測定は、250〜850 nmのスペクトル範囲で実施され、(3/2)ω、ω、ω/2の放射を含む。高速電子の生成は、Kα放射の分光法とイメージングを通じて特性評価される。衝撃波圧力に関する情報は、衝撃波破壊時刻測定と、大型ターゲット内の衝撃波によって生成されたクレーターの測定を用いて得られる。予備的な結果は、後方散乱エネルギーが3〜15%の範囲であることを示しており、これは主にレーザー波長（438 nm）での後方散乱光によるもので、2つのレーザービーム間の遅延時間の増加とともに増大する。衝撃波破壊時刻から推定されるピーク衝撃波圧力は、2次元数値シミュレーションから予想される値よりも低い。同じシミュレーションは、レーザースポットサイズが臨界層とアブレーション層の間の距離に匹敵するため、2次元効果がこれらの実験において主要な役割を果たすことを明らかにしている。