High Power Laser Science and Engineering, Volume. 9, Issue 4, 04000e60(2021)

Observation and modelling of stimulated Raman scattering driven by an optically smoothed laser beam in experimental conditions relevant for shock ignition

G. Cristoforetti1、*, S. Hüller2, P. Koester1, L. Antonelli3, S. Atzeni4, F. Baffigi1, D. Batani5, C. Baird6, N. Booth6, M. Galimberti6, K. Glize7, A. Héron2, M. Khan3, P. Loiseau8,9, D. Mancelli5, M. Notley6, P. Oliveira6, O. Renner10, M. Smid11, A. Schiavi4, G. Tran8, N. C. Woolsey3, and L. A. Gizzi1
Author Affiliations
  • 1Intense Laser Irradiation Laboratory, INO-CNR, 56124 Pisa, Italy
  • 2Centre de Physique Théorique CPHT, CNRS, IP Paris, Ecole Polytechnique, 91128 Palaiseau, France
  • 3York Plasma Institute, Department of Physics, University of York, YorkYO10 5DD, UK
  • 4Dipartimento SBAI, Università di Roma ‘La Sapienza’, 00161 Roma, Italy
  • 5Université de Bordeaux, CNRS, CEA, CELIA, 33405Talence, France
  • 6STFC Rutherford Appleton Lab, Central Laser Facility, DidcotSN2 1SZ, UK
  • 7Key Laboratory for Laser Plasmas (MOE), Shanghai Jiao Tong University, Shanghai200240, China
  • 8CEA, DAM, DIF, 91297Arpajon, France
  • 9Université Paris-Saclay, CEA, LMCE, 91680Bruyères-le-Châtel, France
  • 10Institute of Physics, ELI Beamlines, Institute of Plasma Physics, Czech Academy of Sciences, 18221Prague, Czech Republic
  • 11Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 01328Dresden, Germany
  • show less
    References(70)

    [1] A. KritcherInternational Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications. , in ().(2021).

    [2] J. Lindl. Phys. Plasmas, 2, 3933(1995).

    [3] R. S. Craxton, K. S. Anderson, T. R. Boehly, V. N. Goncharov, D. R. Harding, J. P. Knauer, R. L. McCrory, P. W. McKenty, D. D. Meyerhofer, J. F. Myatt, A. J. Schmitt, J. D. Sethian, R. W. Short, S. Skupsky, W. Theobald, W. L. Kruer, K. Tanaka, R. Betti, T. J. B. Collins, J. A. Delettrez, S. X. Hu, J. A. Marozas, A. V. Maximov, D. T. Michel, P. B. Radha, S. P. Regan, T. C. Sangster, W. Seka, A. A. Solodov. J. M. Soures, C. Stoeckl, and J. D. Zuegel, Phys. Plasmas, 22, 110501(2015).

    [4] S. E. Bodner. High Power Laser Sci. Eng, e63(2019).

    [5] R. Betti, O. Hurricane. Nat. Phys., 12, 435(2016).

    [6] R. Betti, C. D. Zhou, K. S. Anderson, L. J. Perkins, W. Theobald, A. A. Solodov. Phys. Rev. Lett., 98, 155001(2007).

    [7] S. Atzeni, X. Ribeyre, G. Schurtz, A. J. Schmitt, B. Canaud, R. Betti, L. J. Perkins. Nucl. Fusion, 54, 054008(2014).

    [8] D. Batani, S. Baton, A. Casner, S. Depierreux, M. Hohenberger, O. Klimo, M. Koenig, C. Labaune, X. Ribeyre, C. Rousseaux, G. Schurtz, W. Theobald, V. Tikhonchuk. Nucl. Fusion, 54, 054009(2014).

    [9] S. D. Baton, M. Koenig, E. Brambrink, H. P. Schlenvoigt, C. Rousseaux, G. Debras, S. Laffite, P. Loiseau, F. Philippe, X. Ribeyre, G. Schurtz. Phys. Rev. Lett., 108, 195002(2012).

    [10] W. Theobald, R. Nora, W. Seka, M. Lafon, K. S. Anderson, M. Hohenberger, F. J. Marshall, D. T. Michel, A. A. Solodov, C. Stoeckl, D. H. Edgell, B. Yaakobi, A. Casner, C. Reverdin, X. Ribeyre, A. Shvydky, A. Vallet, J. Peebles, F. N. Beg, M. S. Wei, R. Betti. Phys. Plasmas, 22, 056310(2015).

    [11] G. Cristoforetti, L. Antonelli, D. Mancelli, S. Atzeni, F. Baffigi, F. Barbato, D. Batani, G. Boutoux, F. D'Amato, J. Dostal, R. Dudzak, E. Filippov, Y. J. Gu, L. Juha, O. Klimo, M. Krus, S. Malko, A. S. Martynenko, P. Nicolai, V. Ospina, S. Pikuz, O. Renner, J. Santos, V. T. Tikhonchuk, J. Trela, S. Viciani, L. Volpe, S. Weber, L. A. Gizzi. High Power Laser Sci. Eng., 7, e51(2019).

    [12] G. Cristoforetti, L. Antonelli, S. Atzeni, F. Baffigi, F. Barbato, D. Batani, G. Boutoux, A. Colaitis, J. Dostal, R. Dudzak, L. Juha, P. Koester, A. Marocchino, D. Mancelli, P. Nicolai, O. Renner, J. J. Santos, A. Schiavi, M. M. Skoric, M. Smid, P. Straka, L. A. Gizzi. Phys. Plasmas, 25, 012702(2018).

    [13] S. Depierreux, C. Goyon, K. Lewis, H. Bandulet, D. T. Michel, G. Loisel, V. Yahia, V. Tassin, C. Stenz, N. G. Borisenko, W. Nazarov, J. Limpouch, P. E. Masson Laborde, P. Loiseau, M. Casanova, P. Nicolai, S. Hüller, D. Pesme, C. Riconda, V. T. Tikhonchuk, C. Labaune. Plasma Phys. Control. Fusion, 53, 124034(2011).

    [14] C. Goyon, S. Depierreux, V. Yahia, G. Loisel, C. Baccou, C. Courvoisier, N. G. Borisenko, A. Orekhov, O. Rosmej, C. Labaune. Phys. Rev. Lett., 111, 235006(2013).

    [15] M. Hohenberger, W. Theobald, S. X. Hu, K. S. Anderson, R. Betti, T. R. Boehly, A. Casner, D. E. Fratanduono, M. Lafon, D. D. Meyerhofer, R. Nora, X. Ribeyre, T. C. Sangster, G. Schurtz, W. Seka, C. Stoeckl, B. Yaakobi. Phys. Plasmas, 21, 022702(2014).

    [16] S. Zhang, C. M. Krauland, J. Peebles, J. Li, F. N. Beg, N. Alexander, W. Theobald, R. Betti, D. Haberberger, E. M. Campbell, R. Yan, E. Borwick, C. Ren, M. S. Wei. Phys. Plasmas, 27, 023111(2020).

    [17] R. H. H. Scott, K. Glize, L. Antonelli, M. Khan, W. Theobald, M. Wei, R. Betti, C. Stoeckl, A. G. Seaton, T. D. Arber, D. Barlow, T. Goffrey, K. Bennett, W. Garbett, S. Atzeni, A. Casner, D. Batani, C. Li, N. Woolsey. Phys. Rev. Lett., 127, 065001(2021).

    [18] W. Theobald, R. Nora, M. Lafon, A. Casner, X. Ribeyre, K. S. Anderson, R. Betti, J. A. Delettrez, J. A. Frenje, V. Y. Glebov, O. V. Gotchev, M. Hohenberger, S. X. Hu, F. J. Marshall, D. D. Meyerhofer, T. C. Sangster, G. Schurtz, W. Seka, V. A. Smalyuk, C. Stoeckl, B. Yaakobi. Phys. Plasmas, 19, 102706(2012).

    [19] W. Seka, B. B. Afeyan, R. Boni, L. M. Goldman, R. W. Short, K. Tanaka, T. W. Johnston. Phys. Fluids, 28, 2570(1985).

    [20] S. Weber, C. Riconda. High Power Laser Sci. Eng., 3, e6(2015).

    [21] C. Z. Xiao, Z. J. Liu, C. Y. Zheng, X. T. He. Phys. Plasmas, 23, 022704(2016).

    [22] S. D. Baton, A. Colaïtis, C. Rousseaux, G. Boutoux, S. Brygoo, L. Jacquet, M. Koenig, D. Batani, A. Casner, D. Raffestin, A. Tentori, V. Tikhonchuk, J. Trela, C. Reverdin, L. Le-Deroff, W. Theobald, G. Cristoforetti, L. A. Gizzi, P. Koester, L. Labate, K. Shigemori. High Energy Density Phys., 36, 100796(2020).

    [23] D. S. Montgomery, J. A. Cobble, J. C. Fernandez, R. J. Foci, R. P. Johnson, N. Renard-LeGalloudec, H. A. Rose, D. A. Russell. Phys. Plasmas, 9, 2311(2002).

    [24] G. J. Morales, T. M. O'Neil. Phys. Rev. Lett., 28, 417(1972).

    [25] R. L. Dewar. Phys. Fluids, 15, 712(1972).

    [26] R. L. Dewar, J. Lindl. Phys. Fluids, 15, 820(1972).

    [27] H. A. Rose, D. A. Russell. Phys. Plasmas, 8, 4784(2001).

    [28] H. X. Vu, D. F. DuBois, B. Bezzerides. Phys. Plasmas, 9, 1745(2002).

    [29] D. J. Strozzi, E. A. Williams, A. B. Langdon, A. Bers. Phys. Plasmas, 14, 013104(2007).

    [30] R. L. Berger, S. Brunner, T. Chapman, L. Divol, C. H. Still, E. J. Valeo. Phys. Plasmas, 20, 032107(2013).

    [31] A. G. Seaton, T. D. Arber. Phys. Plasmas, 27, 082704(2020).

    [32] S. J. Spencer, A. G. Seaton, T. Goffrey, T. D. Arber. Phys. Plasmas, 27, 122705(2020).

    [33] C. D. Chen, J. A. King, M. H. Key, K. U. Akli, F. N. Beg, H. Chen, R. R. Freeman, A. Link, A. J. Mackinnon, A. G. MacPhee, P. K. Patel, M. Porkolab, R. B. Stephens, L. D. VanWoerkom. Rev. Sci. Instrum., 79, 10E305(2008).

    [34] S. Atzeni, A. Schiavi, F. Califano, F. Cattani, F. Cornolti, D. Del Sarto, T. Liseykina, A. Macchi, F. Pegoraro. Comput. Phys. Commun., 169, 153(2005).

    [35] M. Smid, L. Antonelli, O. Renner. Acta Polytech., 53, 233(2013).

    [36] J. J. MacFarlane, I. E. Golovkin, O. Wang, P. R. Woodruff, N. A. Pereyra. High Energy Density Phys., 3, 181(2007).

    [37] R. L. Berger, B. F. Lasinski, T. B. Kaiser, E. A. Williams, A. B. Langdon, B. I. Cohen. Phys. Fluids B, 5, 2243(1993).

    [38] S. Hüller, A. Porzio. Laser Part. Beams, 28, 463(2010).

    [39] E. M. Epperlein. Phys. Rev. Lett., 65, 2145(1990).

    [40] A. V. Brantov, V. Y. Bychenkov, V. T. Tikhonchuk, W. Rozmus. Phys. Plasmas, 5, 2742(1998).

    [41] H. A. Rose, D. F. DuBois. Phys. Fluids B, 5, 590(1993).

    [42] C. Boutoux, N. Rabhi, D. Batani, A. Binet, J. E. Ducret, K. Jakubowska, J. P. Negre, C. Reverdin, I. Thfoin. Rev. Sci. Instrum., 86, 113304(2015).

    [43] J. Allison, K. Amako, J. Apostolakis, P. Arce, M. Asai, T. Aso, E. Bagli, A. Bagulya, S. Banerjee, G. Barrand, B. Beck, A. Bogdanov, D. Brandt, J. Brown, H. Burkhardt, P. Canal, D. Cano-Ott, S. Chauvie, K. Cho, G. Cirrone, G. Cooperman, M. Cortés-Giraldo, G. Cosmo, G. Cuttone, G. Depaola, L. Desorgher, X. Dong, A. Dotti, V. Elvira, G. Folger, Z. Francis, A. Galoyan, L. Garnier, M. Gayer, K. Genser, V. Grichine, S. Guatelli, P. Guèye, P. Gumplinger, A. Howard, I. Hřivnáčová, S. Hwang, S. Incerti, A. Ivanchenko, V. Ivanchenko, F. Jones, S. Jun, P. Kaitaniemi, N. Karakatsanis, M. Karamitros, M. Kelsey, A. Kimura, T. Koi, H. Kurashige, A. Lechner, S. Lee, F. Longo, M. Maire, D. Mancusi, A. Mantero, E. Mendoza, B. Morgan, K. Murakami, T. Nikitina, L. Pandola, P. Paprocki, J. Perl, I. Petrović, M. Pia, W. Pokorski, J. Quesada, M. Raine, M. Reis, A. Ribon, A. Ristić Fira, F. Romano, G. Russo, G. Santin, T. Sasaki, D. Sawkey, J. Shin, I. Strakovsky, A. Taborda, S. Tanaka, B. Tomé, T. Toshito, H. Tran, P. Truscott, L. Urban, V. Uzhinsky, J. Verbeke, M. Verderi, B. Wendt, H. Wenzel, D. Wright, D. Wright, T. Yamashita, J. Yarba, H. Yoshida. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 835, 186(2016).

    [44] A. J. Schmitt, B. B. Afeyan. Phys. Plasmas, 5, 503(1998).

    [45] A. V. Maximov, I. G. Ourdev, D. Pesme, W. Rozmus, V. T. Tikhonchuk, C. E. Capjack. Phys. Plasmas, 8, 1319(2001).

    [46] C. Labaune, J. Fuchs, S. Depierreux, H. A. Baldis, D. Pesme, J. Myatt, S. Hüller, V. T. Tikhonchuk, G. Laval, C R Acad. Sci. Ser. IV Phys., 1, 727(2000).

    [47] P. Loiseau, O. Morice, D. Teychenné, M. Casanova, S. Hüller, D. Pesme. Phys. Rev. Lett., 97, 205001(2006).

    [48] M. N. Rosenbluth. Phys. Rev. Lett., 29, 565(1972).

    [49] L. Yin, B. J. Albright, H. A. Rose, K. J. Bowers, B. Bergen, D. S. Montgomery, J. L. Kline, J. C. Fernández. Phys. Plasmas, 16, 113101(2009).

    [50] D. A. Russell, D. F. DuBois, H. A. Rose. Phys. Plasmas, 6, 1294(1999).

    [51] B. I. Cohen, H. A. Baldis, R. L. Berger, K. G. Estabrook, E. A. Williams, C. Labaune. Phys. Plasmas, 8, 571(2001).

    [52] V. T. Tikhonchuk, J. Fuchs, C. Labaune, S. Depierreux, S. Hüller, J. Myatt, H. A. Baldis. Phys. Plasmas, 8, 1636(2001).

    [53] A. Ghizzo, M. Albrecht-Marc, T. Réveillé, P. Bertrand, T. W. Johnston, B. Afeyan. J. Phys. IV France., 133, 347(2006).

    [54] M. Albrecht-Marc, A. Ghizzo, T. W. Johnston, T. Réveillé, D. Del Sarto, P. Bertrand. Phys. Plasmas, 14, 072704(2007).

    [55] L. Yin, B. J. Albright, H. A. Rose, D. S. Montgomery, J. L. Kline, R. K. Kirkwood, P. Michel, K. J. Bowers, B. Bergen. Phys. Plasmas, 20, 012702(2013).

    [56] D. Pesme. La Fusion Thermonucléaire Inertielle par Laser: L'interaction Laser-Matière Part I(1993).

    [57] E. A. Williams. Phys. Fluids B, 3, 1504(1991).

    [58] G. Tran, P. Loiseau, A. Fusaro, A. Héron, S. Hüller, L. Maëder, P. E. Masson-Laborde, D. Penninckx, G. Riazuelo. Phys. Plasmas, 27, 122707(2020).

    [59] T. Chapman, S. Hüller, P. E. Masson-Laborde, A. Heron, D. Pesme, W. Rozmus. Phys. Rev. Lett., 108, 145003(2012).

    [60] L. Yin, B. J. Albright, H. A. Rose, K. J. Bowers, B. Bergen, R. K. Kirkwood, D. E. Hinkel, A. B. Langdon, P. Michel, D. S. Montgomery, J. L. Kline. Phys. Plasmas, 19, 056304(2012).

    [61] J. L. Vay, J. C. Adam, A. Héron. Comput. Phys. Commun., 164, 171(2004).

    [62] M. Drouin, L. Gremillet, J. C. Adam, A. Héron. J. Comput. Phys., 229, 4781(2010).

    [63] C. Riconda, S. Weber, V. T. Tikhonchuk, A. Héron. Phys. Plasmas, 18, 092701(2011).

    [64] P. E. Masson-Laborde, S. Hüller, D. Pesme, C. Labaune, S. Depierreux, P. Loiseau, H. Bandulet. Phys. Plasmas, 21, 032703(2014).

    [65] D. S. Montgomery, J. D. Moody, H. A. Baldis, B. B. Afeyan, R. L. Berger, K. G. Estabrook, B. F. Lasinski, E. A. Williams, C. Labaune. Phys. Plasmas, 3, 1728(1996).

    [66] J. C. Fernández, J. A. Cobble, D. S. Montgomery, M. D. Wilke, B. B. Afeyan. Phys. Plasmas, 7, 3743(2000).

    [67] J. Myatt, D. Pesme, S. Hüller, A. Maximov, W. Rozmus, C. E. Capjack. Phys. Rev. Lett., 87, 255003(2001).

    [68] H. C. Barr, T. J. M. Boyd, A. P. Mackwood. Phys. Fluids B, 4, 2942(1992).

    [69] E. A. Williams, T. W. Johnston. Phys. Fluids B, 1, 188(1989).

    [70] T. Afsharrad, S. E. Coe, O. Willi, M. Desselberger. Phys. Fluids B, 4, 1301(1992).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    G. Cristoforetti, S. Hüller, P. Koester, L. Antonelli, S. Atzeni, F. Baffigi, D. Batani, C. Baird, N. Booth, M. Galimberti, K. Glize, A. Héron, M. Khan, P. Loiseau, D. Mancelli, M. Notley, P. Oliveira, O. Renner, M. Smid, A. Schiavi, G. Tran, N. C. Woolsey, L. A. Gizzi. Observation and modelling of stimulated Raman scattering driven by an optically smoothed laser beam in experimental conditions relevant for shock ignition[J]. High Power Laser Science and Engineering, 2021, 9(4): 04000e60

    Download Citation

    EndNote(RIS)BibTexPlain Text
    Save article for my favorites
    Paper Information

    Category: Research Articles

    Received: Aug. 10, 2021

    Accepted: Oct. 11, 2021

    Posted: Oct. 11, 2021

    Published Online: Dec. 17, 2021

    The Author Email: G. Cristoforetti (gabriele.cristoforetti@cnr.it)

    DOI:10.1017/hpl.2021.48

    Topics