Multiple lasers interacting with a deuterated (D) pitcher-catcher target and neutron generation are investigated using two-dimensional hybrid particle-in-cell and Monte Carlo simulations. It is found that when multiple laser pulses are focused on the front surface of the pitcher layer, D+ ion acceleration by target normal sheath acceleration (TNSA) is enhanced by the interfering overlapped light fields and the resulting periodic target-surface structure. With three laser pulses each of 4.5 × 1019 W cm−2 intensity, 33 fs duration and ∼160 mJ energy, focusing at suitable angles on the pitcher layer, one can obtain 15 MeV D+ ions and ∼25% laser-to-D+ ions energy conversion efficiency. As the resulting high-energy-density D+ ions bombard the catcher layer, D-D fusion reactions are triggered. About 3.6 × 107 neutrons can be produced, with the maximum neutron production rate as high as 3.1 × 1036 m−3s−1, almost an order of magnitude higher than that from a single laser of the same total energy.
複数のレーザーと重水素化（D）ピッチャー・キャッチャーターゲットとの相互作用、および中性子生成を、2次元ハイブリッド粒子インセル法およびモンテカルロシミュレーションを用いて調査した。複数のレーザーパルスがピッチャー層の前面に集光されると、干渉する重なり合った光場と、それによって生じる周期的なターゲット表面構造により、ターゲット法線シース加速（TNSA）によるD+イオン加速が増強されることが見出された。各パルスが4.5×10¹⁹ W cm⁻²の強度、33 fsのパルス幅、約160 mJのエネルギーを有する3つのレーザーパルスを、ピッチャー層に適切な角度で集光することにより、15 MeVのD+イオンと、約25%のレーザーからD+イオンへのエネルギー変換効率が得られる。結果として生じる高エネルギー密度のD+イオンがキャッチャー層に衝突すると、D-D核融合反応が誘発される。約3.6×10⁷個の中性子が生成され、最大中性子生成率は3.1×10³⁶ m⁻³s⁻¹に達し、これは同じ総エネルギーを持つ単一レーザーの場合よりも約1桁高い値である。