The direct-drive inertial confinement fusion scheme with a gradually increasing intensity nanosecond pulse needs to avoid fuel preheating during the low-temperature implosion stage, in which the occurrence and characteristics of two-plasmon decay with low laser intensity is worthy of attention as it produces hot electrons that preheat the fuel. In this paper, we present experimental results regarding the occurrence and characteristics of two-plasmon decay inferred from the observation of three-halves harmonic light under an irradiance of ∼1 × 1013 W cm−2, with which three plasma density scale-lengths were obtained using different laser pulses. Spatial and temporal discontinuities of the laterally emitting three-halves harmonic light in both the parallel and the perpendicular directions with respect to the target surface were observed, which are interpreted by laser filamentation analyses based on plasma parameters calculated from the measured spectra and interferograms, and supported by radiation hydrodynamics and particle-in-cell simulations. From the perspective of filamentation, suppression methods of the observed phenomena under such conditions are discussed.
直接駆動慣性閉じ込め核融合方式において、強度が漸増するナノ秒パルスを用いる場合、低温圧縮段階での燃料の予備加熱を回避する必要がある。この過程では、低レーザー強度条件下での二プラズモン崩壊の発生とその特性が、燃料を予備加熱する高温電子を生成するため、重要な注目に値する。本論文では、約1×10¹³ W cm⁻²の照射強度下において、3/2倍高調波光の観測から推測される二プラズモン崩壊の発生と特性に関する実験結果を示す。この実験では、異なるレーザーパルスを用いて3種類のプラズマ密度スケール長を実現した。ターゲット表面に対して平行方向および垂直方向の両方において、側方放射される3/2倍高調波光の空間的・時間的不連続性が観測された。これらの観測結果は、測定されたスペクトルと干渉計画像から算出されたプラズマパラメータに基づくレーザーフィラメント化解析によって解釈され、放射流体力学シミュレーションおよび粒子インセルシミュレーションによって支持される。フィラメント化の観点から、このような条件下での観測現象の抑制方法について考察する。