The first experiments on the National Ignition Facility (NIF) have employed the first four beams to measure propagation and laser backscattering losses in large ignition-size plasmas. Gas-filled targets between 2 and 7 mm length have been heated from one side by overlapping the focal spots of the four beams from one quad operated at 351 nm (3ω) with a total intensity of 2 × 1015 W cm−2. The targets were filled with 1 atm of CO2 producing up to 7 mm long homogeneously heated plasmas with densities of ne = 6 × 1020 cm−3 and temperatures of Te = 2 keV. The high energy in an NIF quad of beams of 16 kJ, illuminating the target from one direction, creates unique conditions for the study of laser–plasma interactions at scale lengths not previously accessible. The propagation through the large-scale plasma was measured with a gated x-ray imager that was filtered for 3.5 keV x-rays. These data indicate that the beams interact with the full length of this ignition-scale plasma during the last ∼1 ns of the experiment. During that time, the full aperture measurements of the stimulated Brillouin scattering and stimulated Raman scattering show scattering into the four focusing lenses of 3% for the smallest length (∼2 mm), increasing to 10–12% for ∼7 mm. These results demonstrate the NIF experimental capabilities and further provide a benchmark for three-dimensional modelling of the laser–plasma interactions at ignition-size scale lengths.
国立点火施設（NIF）における最初の実験では、最初の4ビームを用いて、大型点火スケールのプラズマにおける伝播とレーザー後方散乱損失を測定した。長さ2〜7 mmのガス封入ターゲットを、351 nm（3ω）で動作する1クアッドの4ビームの焦点スポットを重ね合わせ、総強度2 × 10¹⁵ W cm⁻²で片側から加熱した。ターゲットには1 atmのCO₂を封入し、密度nₑ = 6 × 10²⁰ cm⁻³、温度Tₑ = 2 keVの、長さ7 mmまでの均一加熱プラズマを生成した。1方向からターゲットを照射する16 kJのNIFクアッドの高エネルギーは、これまで到達できなかったスケール長でのレーザー・プラズマ相互作用の研究に独自の条件を提供する。大規模プラズマ中の伝播は、3.5 keVのX線用フィルターを備えたゲート付きX線イメージャーで測定した。これらのデータは、ビームが実験の最後の約1 nsの間にこの点火スケールのプラズマの全長にわたって相互作用することを示している。その間、全口径測定による誘導ブリルアン散乱と誘導ラマン散乱の測定では、4つの集光レンズへの散乱が、最小長（約2 mm）では3%であり、約7 mmでは10〜12%に増加することが示された。これらの結果は、NIFの実験能力を実証するとともに、点火サイズのスケール長におけるレーザー・プラズマ相互作用の三次元モデリングのベンチマークを提供する。