黑腔等离子体条件下受激Brillouin散射与受激Raman散射的耦合与竞争

激光等离子体相互作用（LPI）是激光聚变的基本问题，其中受激Brillouin散射（SBS）与受激Raman散射（SRS）是LPI过程中最重要的两种反常吸收机制。它们不但会降低激光聚变过程中入射光能量的吸收效率，还会导致吸收位置的偏移及超热电子的产生，对激光聚变有很大危害。考虑真实黑腔等离子体条件下，SBS与SRS往往同时存在，为了探求两者发展演化过程中的物理规律，本项目围绕黑腔等离子体条件下SBS与SRS的耦合竞争机制，将多维流体模拟方法应用到这一重要的物理问题中，以理论推导和数值模拟相结合的方式，构建物理模型、模拟物理现象、提炼物理规律，重点研究耦合竞争机制下两种不稳定性的时间增长率、空间增益指数、能量散射份额、激光透射率等特征参数随等离子体的温度、密度以及入射激光条件的变化关系，为我国未来靶实验的物理设计提供现实的参考依据。

经过课题组成员为期一年的努力，本课题的研究内容已顺利完成。围绕黑腔等离子体条件下受激Brillouin散射（SBS）与受激Raman散射（SRS）的耦合竞争问题，我们基于Maxwell方程组和等离子体动量方程建立了相应的五波耦合模型，编写了一套可以模拟多维激光等离子体相互作用的耦合模拟程序。在理论方面，我们研究了SBS与SRS竞争的物理机制，利用线性化近似方法给出了均匀等离子体中SBS与SRS耦合竞争的稳态背向散射份额定标关系。在数值模拟方面，我们计算了不同等离子体参数条件下两种不稳定性并存时的发展过程，分析了不同竞争模式对等离子体温度、密度的依赖关系，讨论了非均匀等离子体中密度梯度、等离子体流速梯度对两种不稳定性竞争模式的影响。本课题研究成果已在Sci. Bulletin. China上发表论文1篇，另1篇已被Laser and Particle Beams接收。