A comprehensive conceptual design for a diode pumped solid state laser (DPSSL) as a driver for an inertial fusion energy (IFE) power plant is presented. This design is based on recent technical advances that offer potential solutions to difficulties previously associated with the use of a laser for IFE applications. The design was selected by using a systems analysis code that optimizes a DPSSL configuration by minimizing the calculated cost of electricity (COE). The code contains the significant physics relevant to the DPSSL driver, but treats the target chamber and balance of plant costs generically using scaling relations published for the Sombrero KrF laser concept. The authors describe the physics incorporated in the code, predict DPSSL performance and its variations with changes in the major parameters, discuss IFE economics and technical risk, and identify the high leverage development efforts that can make DPSSL driven IFE plants more economically competitive. It is believed that this study is a significant advance over previous conceptual studies of DPSSLs for IFE because it incorporates a new cost effective gain medium, applies a potential solution to the `final optics` problem, and considers the laser physics in substantially greater detail. The result is the introduction of an option for an IFE driver that has relatively low development costs and that builds upon the mature laser technology base already developed for Nova and being developed for the proposed National Ignition Facility. The baseline design of the paper has a product of laser efficiency and target gain of ηG~6.6 and a COE of 8.6 cents/kW.h for a 1 GW(e) plant with a target gain of 76 at 3.7 MJ. Higher ηG(≳11) and lower COEs (≲6.6 cents/kW.h) can be achieved with target gains twice as high
高出力固体レーザー（DPSSL）を慣性核融合エネルギー（IFE）発電所のドライバーとして用いるための包括的な概念設計を提示する。この設計は、IFE用途におけるレーザーの使用に従来付随していた困難に対する潜在的な解決策を提供する最近の技術的進歩に基づいている。本設計は、計算された発電コスト（COE）を最小化するDPSSL構成を最適化するシステム解析コードを用いて選定された。このコードにはDPSSLドライバーに関連する主要な物理が含まれているが、ターゲットチャンバーおよびプラントバランスコストは、Sombrero KrFレーザー概念について公表されたスケーリング則を用いて一般的に扱われている。著者らは、コードに組み込まれた物理について説明し、DPSSLの性能と主要パラメータの変化に伴うその変動を予測し、IFEの経済性と技術的リスクについて議論し、DPSSL駆動IFEプラントをより経済的に競争力のあるものにし得る重点的な開発努力を特定する。本研究成果は、費用対効果の高い新たな利得媒質を組み込み、「最終光学系」の問題に対する潜在的な解決策を適用し、レーザー物理をかなり詳細に検討しているため、IFE用DPSSLに関する従来の概念研究に対する有意な進歩であると考えられる。その結果、比較的低い開発コストを有し、Novaのために既に開発され、提案されている国立点火施設（NIF）のために開発中の成熟したレーザー技術基盤に立脚した、IFEドライバーの一つの選択肢が提示される。本論文のベースライン設計では、レーザー効率と利得の積ηG≒6.6、1GW（電気出力）プラントにおいて発電コスト8.6セント/kW・h、利得76（3.7MJ時）を達成する。利得が2倍になれば、ηG≳11および発電コスト≲6.6セント/kW・hが達成可能である。