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

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

doi:10.1017/hpl.2021.48

[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).