In indirect-drive inertial confinement fusion (ICF) research, the meticulous design and optimization of laser parameters are crucial for achieving high-gain ignition. The intensity of the toe laser, used for ablating the hohlraum sealing membrane, is a subtle but equally critical parameter. This study introduces a novel experimental approach using the Velocity Interferometer System for Any Reflector (VISAR) to assess the impact of toe laser intensity on the compression of fusion capsules. By tracking the reflectivity of tracer layers and shock velocities in liquid deuterium, the adverse effects of insufficient toe laser intensity on capsule compression have been unveiled for the first time. From a comparison with hydrodynamic simulations, we show that below a critical threshold of 0.23 × 1014 W cm−2, the adiabat, a measure of the fuel's compression efficiency, increases markedly with the toe laser intensity decreases, whereas it remains stable within the range of (0.23 ∼ 7) × 1014 W cm−2. Our findings provide critical insights on toe laser parameter design, enhancing our understanding of the role of toe laser intensity in ICF experiments. This research not only refines the parameters for laser operation but also underscores the importance of precision in achieving the desired implosion efficiency, contributing to the development of nuclear fusion as a clean energy source.
間接駆動慣性核融合（ICF）研究において、高利得点火を達成するためのレーザーパラメータの緻密な設計と最適化は極めて重要である。ホーラム封止膜のアブレーションに使用されるトウレーザーの強度は、微妙でありながら同様に重要なパラメータである。本研究では、任意反射体用速度干渉計システム（VISAR）を用いて、トウレーザー強度が核融合カプセルの圧縮に及ぼす影響を評価する新しい実験手法を紹介する。トレーサー層の反射率と液体重水素中の衝撃波速度を追跡することにより、トウレーザー強度の不足がカプセル圧縮に及ぼす悪影響が初めて明らかにされた。流体力学シミュレーションとの比較から、臨界閾値0.23 × 10^14 W cm−2を下回ると、燃料の圧縮効率の尺度である断熱曲線（adiabat）はトウレーザー強度の低下に伴って顕著に増加するが、(0.23 ∼ 7) × 10^14 W cm−2の範囲では安定したままであることが示される。我々の発見は、トウレーザーパラメータ設計に関する重要な知見を提供し、ICF実験におけるトウレーザー強度の役割の理解を深めるものである。この研究は、レーザー運用のパラメータを洗練させるだけでなく、所望の爆縮効率を達成するための精度の重要性を強調し、クリーンエネルギー源としての核融合開発に貢献するものである。