Machine-learning guided optimization of laser pulses for direct-drive implosions

Fuyuan Wu; Xiaohu Yang; Yanyun Ma; Qi Zhang; Zhe Zhang; Xiaohui Yuan; Hao Liu; Zhengdong Liu; Jiayong Zhong; Jian Zheng; Yutong Li; Jie Zhang

doi:10.1017/hpl.2022.4

[1] N. Basov, P. Kriukov, S. Zakharov, Y. Senatsky, S. Tchekalin. IEEE J. Quantum Electron., 4, 864(1968).

[2] J. Nuckolls, L. Wood, A. Thiessen, G. Zimmerman. Nature, 239, 139(1972).

[3] J.-L. Miquel, E. Prene. Nuclear Fusion, 59, 032005(2018).

[4] O. Hurricane, D. Callahan, D. Casey, P. Celliers, C. Cerjan, E. Dewald, T. Dittrich, T. Doppner, D. Hinkel, L. B. Hopkins. Nature, 506, 343(2014).

[5] A. Zylstra, A. Kritcher, O. Hurricane, D. Callahan, K. Baker, T. Braun, D. Casey, D. Clark, K. Clark, T. Doppner. Phys. Rev. Lett., 126, 025001(2021).

[6] A. B. Zylstra, O. A. Hurricane, D. A. Callahan, A. L. Kritcher, J. E. Ralph, H. F. Robey, J. S. Ross, C. V. Young, K. L. Baker, D. T. Casey, T. Döppner, L. Divol, M. Hohenberger, S. Le Pape, A. Pak, P. K. Patel, R. Tommasini, S. J. Ali, P. A. Amendt, L. J. Atherton, B. Bachmann, D. Bailey, L. R. Benedetti, L. Berzak Hopkins, R. Betti, S. D. Bhandarkar, J. Biener, R. M. Bionta, N. W. Birge, E. J. Bond, D. K. Bradley, T. Braun, T. M. Briggs, M. W. Bruhn, P. M. Celliers, B. Chang, T. Chapman, H. Chen, C. Choate, A. R. Christopherson, D. S. Clark, J. W. Crippen, E. L. Dewald, T. R. Dittrich, M. J. Edwards, W. A. Farmer, J. E. Field, D. Fittinghoff, J. Frenje, J. Gaffney, M. Gatu Johnson, S. H. Glenzer, G. P. Grim, S. Haan, K. D. Hahn, G. N. Hall, B. A. Hammel, J. Harte, E. Hartouni, J. E. Heebner, V. J. Hernandez, H. Herrmann, M. C. Herrmann, D. E. Hinkel, D. D. Ho, J. P. Holder, W. W. Hsing, H. Huang, K. D. Humbird, N. Izumi, L. C. Jarrott, J. Jeet, O. Jones, G. D. Kerbel, S. M. Kerr, S. F. Khan, J. Kilkenny, Y. Kim, H. Geppert Kleinrath, V. Geppert Kleinrath, C. Kong, J. M. Koning, J. J. Kroll, M. K. G. Kruse, B. Kustowski, O. L. Landen, S. Langer, D. Larson, N. C. Lemos, J. D. Lindl, T. Ma, M. J. MacDonald, B. J. MacGowan, A. J. Mackinnon, S. A. MacLaren, A. G. MacPhee, M. M. Marinak, D. A. Mariscal, E. V. Marley, L. Masse, K. Meaney, N. B. Meezan, P. A. Michel, M. Millot, J. L. Milovich, J. D. Moody, A. S. Moore, J. W. Morton, T. Murphy, K. Newman, J.-M. G. Di Nicola, A. Nikroo, R. Nora, M. V. Patel, L. J. Pelz, J. L. Peterson, Y. Ping, B. B. Pollock, M. Ratledge, N. G. Rice, H. Rinderknecht, M. Rosen, M. S. Rubery, J. D. Salmonson, J. Sater, S. Schiaffino, D. J. Schlossberg, M. B. Schneider, C. R. Schroeder, H. A. Scott, S. M. Sepke, K. Sequoia, M. W. Sherlock, S. Shin, V. A. Smalyuk, B. K. Spears, P. T. Springer, M. Stadermann, S. Stoupin, D. J. Strozzi, L. J. Suter, C. A. Thomas, R. P. J. Town, E. R. Tubman, C. Trosseille, P. L. Volegov, C. R. Weber, K. Widmann, C. Wild, C. H. Wilde, B. M. Van Wonterghem, D. T. Woods, B. N. Woodworth, M. Yamaguchi, S. T. Yang, G. B. Zimmerman. Nature, 601, 542(2022).

[7] S. Atzeni, J. Meyer-ter-VehnThe Physics of Inertial Fusion: Beam Plasma Interaction, Hydrodynamics, Hot Dense Matter, 125(2004).

[8] V. Goncharov, T. Sangster, T. Boehly, S. Hu, I. Igumenshchev, F. Marshall, R. McCrory, D. Meyerhofer, P. Radha, W. Seka. Phys. Rev. Lett., 104, 165001(2010).

[9] R. Ramis, B. Canaud, M. Temporal, W. J. Garbett, F. Philippe. Matter Radiat. Extremes, 4, 055402(2019).

[10] X. He, J. Li, Z. Fan, L. Wang, J. Liu, K. Lan, J. Wu, W. Ye. Phys. Plasmas, 23, 082706(2016).

[11] K. Lan, J. Liu, Z. Li, X. Xie, W. Huo, Y. Chen, G. Ren, C. Zheng, D. Yang, S. Li. Matter Radiat. Extremes, 1, 8(2016).

[12] X. He. High Energy Density Phys., 36, 100804(2020).

[13] M. Tabak, J. Hammer, M. E. Glinsky, W. L. Kruer, S. C. Wilks, J. Woodworth, E. M. Campbell, M. D. Perry, R. J. Mason. Phys. Plasmas, 1, 1626(1994).

[14] R. Kodama, P. Norreys, K. Mima, A. Dangor, R. Evans, H. Fujita, Y. Kitagawa, K. Krushelnick, T. Miyakoshi, N. Miyanaga. Nature, 412, 798(2001).

[15] Z. Sheng, Y. Sentoku, K. Mima, J. Zhang, W. Yu, J. Meyer-ter-Vehn. Phys. Rev. Lett., 85, 5340(2000).

[16] W.-M. Wang, P. Gibbon, Z.-M. Sheng, Y.-T. Li. Phys. Rev. Lett., 114, 015001(2015).

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

[18] R. Scott, K. Glize, L. Antonelli, M. Khan, W. Theobald, M. Wei, R. Betti, C. Stoeckl, A. G. Seaton, T. Arber. Phys. Rev. Lett., 127, 065001(2021).

[19] M. Murakami, H. Nagatomo, T. Johzaki, T. Sakaiya, A. Velikovich, M. Karasik, S. Gus' Kov, N. Zmitrenko. Nuclear Fusion, 54, 054007(2014).

[20] J. Zhang, W. Wang, X. Yang, D. Wu, Y. Ma, J. Jiao, Z. Zhang, F. Wu, X. Yuan, Y. Li. Philos. Trans. R. Soc. A, 378, 20200015(2020).

[21] P. Hatfield, S. Rose, R. Scott. Phys. Plasmas, 26, 062706(2019).

[22] P. W. Hatfield, J. A. Gaffney, G. J. Anderson, S. Ali, L. Antonelli, S. B. du Pree, J. Citrin, M. Fajardo, P. Knapp, B. Kettle. Nature, 593, 351(2021).

[23] V. Gopalaswamy, R. Betti, J. Knauer, N. Luciani, D. Patel, K. Woo, A. Bose, I. Igumenshchev, E. Campbell, K. Anderson. Nature, 565, 581(2019).

[24] K. D. Humbird, J. L. Peterson, B. Spears, R. G. McClarren. IEEE Trans. Plasma Sci., 48, 61(2019).

[25] J. L. Peterson, K. Humbird, J. E. Field, S. T. Brandon, S. H. Langer, R. C. Nora, B. K. Spears, P. Springer. Phys. Plasmas, 24, 032702(2017).

[26] S. Rose, P. Hatfield, R. Scott. Philos. Trans. R. Soc. A, 378, 20200014(2020).

[27] R. Ramis, J. Meyer-ter-Vehn. Comput. Phys. Commun., 203, 226(2016).

[28] F. Wu, R. Ramis, Z. Li, Y. Chu, J. Yang, Z. Wang, S. Meng, Z. Huang, J. Ning. Fusion Sci. Technol., 72, 726(2017).

[29] A. Kemp, J. Meyer-ter-Vehn. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A, 415, 674(1998).

[30] K. Eidmann. Laser Particle Beams, 12, 223(1994).