Stimulated Raman and Brillouin scattering of laser radiation in a plasma corona are outstanding issues for the inertial confinement fusion. Stimulated Raman scattering may produce absorption of a significant fraction of laser energy near the plasma quarter critical density associated with plasma cavitation and generation of hot electrons. By contrast, stimulated Brillouin scattering operates in a lower density plasma and prevents the laser light access to the absorption region. In the present paper, we report the results of analysis of competition of these two parametric instabilities with a series of one-dimensional kinetic simulations of laser-plasma interactions. We revised several flexible methods for controlling the SRS-SBS competition in inertial fusion plasmas. Suppression of SBS favors SRS excitation, electron acceleration and cavitation. The latter process makes an important contribution to the laser absorption by trapping the backscattered light. Consequently, by controlling the Brillouin backscattering through variation such plasma parameters as ion acoustic wave damping, divergence of the plasma expansion velocity or the laser bandwidth, we demonstrate the possibility of controlling the level of nonlinear laser absorption and scattering in a hot, weakly collisional plasma.
レーザーとプラズマの相互作用における誘導ラマン散乱および誘導ブリルアン散乱は、慣性閉じ込め核融合にとって重要な課題である。誘導ラマン散乱は、プラズマの臨界密度の4分の1付近でレーザーエネルギーの相当部分を吸収し、プラズマの空洞化や高エネルギー電子の生成を引き起こす可能性がある。一方、誘導ブリルアン散乱は、より低密度のプラズマ領域で発生し、レーザー光が吸収領域に到達するのを妨げる。本論文では、一連の一次元運動論的シミュレーションを用いて、これら二つのパラメトリック不安定性の競合について解析した結果を報告する。また、慣性核融合プラズマにおけるSRS-SBS競合を制御するためのいくつかの柔軟な手法を検討した。SBSの抑制はSRSの励起、電子加速、および空洞化を促進する。後者の過程は、後方散乱光の捕捉によるレーザー吸収に重要な寄与をする。その結果、イオン音波減衰、プラズマ膨張速度の発散、あるいはレーザーバンド幅などのプラズマパラメータを変化させることでブリルアン後方散乱を制御し、高温・弱衝突プラズマにおける非線形レーザー吸収と散乱のレベルを制御できる可能性を示した。