The overlapping of multiple beams is common in inertial confinement fusion (ICF), making the collective stimulated Brillouin scattering (SBS) with shared ion acoustic wave (IAW) potentially important because of the effectively larger laser intensities to drive the instability. In this work, based on a linear kinetic model, an exact analytic solution for the convective amplification of collective SBS with shared IAW stimulated by two overlapped beams is presented. From this solution, effects of the wavelength difference, crossing angle, polarization states, and finite beam overlapping volume of the two laser beams on the collective SBS modes with shared IAW are studied. It is found that a wavelength difference of several nanometers between the laser beams has negligible effects, except for a very small crossing angle about one degree. However, the crossing angle, beam polarization states, and finite beam overlapping volume can have significant influences. Furthermore, the out-of-plane modes, in which the wavevectors of daughter waves lie in different planes from the two overlapped beams, are found to be important for certain polarization states and crossing angles of the laser beams. This work is helpful to comprehend and estimate the collective SBS with shared IAW in ICF experiments.
複数のビームの重なりは慣性核融合（ICF）において一般的であり、共有イオン音波（IAW）を伴う集団的誘導ブリルアン散乱（SBS）は、実効的なレーザー強度が大きくなるため、潜在的に重要となる。本研究では、線形運動論モデルに基づき、2つの重なり合うビームによって励起される共有IAWを伴う集団的SBSの対流的増幅に対する厳密な解析解を提示する。この解から、2つのレーザービームの波長差、交差角、偏光状態、および有限ビーム重なり体積が、共有IAWを伴う集団的SBSモードに及ぼす影響を調べる。レーザービーム間の数ナノメートルの波長差は、約1度の非常に小さな交差角を除いて、無視できる程度の影響しか及ぼさないことが見出された。しかしながら、交差角、ビーム偏光状態、および有限ビーム重なり体積は、有意な影響を及ぼし得る。さらに、2つの重なり合うビームとは異なる平面に娘波の波数ベクトルが存在する面外モードは、特定の偏光状態およびレーザービームの交差角に対して重要であることが示される。本研究は、ICF実験における共有IAWを伴う集団的SBSの理解と評価に役立つものである。