Ein wellenbasiertes Simulationsmodell für den Cross-Beam-Energietransfer und stimuliertes Brillouin-Streuen in Laser-Plasma-Systemen

Wir stellen WavE-Based Simulations vor, ein effizientes wellenbasiertes Simulationsmodell, das entwickelt wurde, um das dynamische Zusammenspiel zwischen Cross-Beam-Energietransfer (CBET) und stimuliertem Brillouin-Streuen (SBS) in Laser-Plasma-Systemen zu untersuchen. Durch die Verwendung einer einheitlichen Schrödinger-artigen Hüllkurven-Formulierung für die Laser- und Ion-Akustikwellen ermöglicht unser Modell die Verwendung eines einzigen, stabilen Du Fort–Frankel-Numerik-Schemas, das eine ausgezeichnete langfristige Energieerhaltung gewährleistet. Dieser Ansatz erreicht nicht nur eine hohe Recheneffizienz, die gegen Teilchen-in-Zelle-Simulationen validiert wurde, sondern erlaubt auch die selektive Aktivierung oder Unterdrückung der CBET- und SBS-Prozesse, was eine klare Diagnose ihrer gegenseitigen Kopplung bietet. Unsere Simulationen zeigen, dass bei hohen Laserintensitäten CBET und SBS einen gekoppelten stationären Zustand erreichen, der zu signifikanten Abweichungen von den Vorhersagen der klassischen Fluidtheorie führt. Insbesondere wird der CBET-Gewinn aufgrund der erhöhten SBS-Reflektivität unterdrückt, während eine starke Asymmetrie in der SBS-Reflektivität zwischen den wechselwirkenden Strahlen auftritt. Diese Ergebnisse heben Bereiche hervor, in denen sich die beiden Instabilitäten stark gegenseitig beeinflussen, und liefern wichtige Einblicke für die Forschung zur Trägheitskonfinementfusion sowie ein praktisches numerisches Werkzeug zur Instabilitätskontrolle und Szenariendesign.