Nonlinear Fluid Simulation Study of Stimulated Raman and Brillouin Scatterings in Shock Ignition
采用多流体等离子体模型结合全电磁波方程组，开发了一个新的非线性流体激光等离子体不稳定性程序（FLAME）。完成的一维（1D）版本的火焰被用来研究在冲击点火的激光等离子体不稳定性。模拟结果表明，在四分之一临界面附近，受朗缪尔波衰减不稳定性（LDI）和抽运损耗的影响，绝对SRS模达到饱和。激光多普勒电离产生的离子声波作为受激布里渊散射（SBS）的种子，表现出猝发模式并引起强烈的泵浦损耗。在高温情况下，还观察到SRS在1/16临界表面处的再散射。这些结果与相应的Particle-in-Cell模拟基本一致。
2017-03-30 physics.plasm-ph
Burst behavior due to quasimode excited by stimulated Brillouin scattering in high-intensity laser-plasma interaction
在强激光与等离子体相互作用中，受激布里渊散射（SBS）会激发出强耦合模，称为准模。在多离子等离子体中，准模受激布里渊散射将与快模（或慢模）受激布里渊散射相互竞争，从而导致受激布里渊散射反射率的低频突发行为。准模和离子声波的竞争是强激光与等离子体相互作用中受激布里渊散射的一种重要饱和机制。这些结果对SBS的低频周期性猝发行为给出了一个清晰的解释，并可作为SBS在强激光-等离子体相互作用中的一种饱和机制。
2019-06-24 physics.plasm-ph
A robust plasma-based laser amplifier via stimulated Brillouin scattering
它示出在这里，布里渊放大可以用来产生皮秒脉冲的拍瓦功率。布里渊放大比拉曼放大对激光和等离子体参数的波动更有弹性，使其成为拉曼放大的有吸引力的替代方案。通过解析理论和多维计算机模拟，发现了一种不同于喇曼放大的新颖的、定义明确的参数区域，在该区域，泵浦-探测压缩比高达100，峰值激光能量密度超过1 kJ/cm $^2$，效率达到30%.通过控制寄生不稳定性，保持了高脉冲质量。
2014-10-03 physics.plasm-ph
Collective stimulated Brillouin backscatter
建立了激光聚变等离子体中时空部分非相干激光束受激布里渊后向散射（BSBS）不稳定性的统计理论。在长尺度激光聚变等离子体中，我们发现了一种新的背散射受激布里渊散射机制，其阈值比相干光的经典阈值大得多。不稳定性是集体的，因为它不依赖于激光强度的孤立散斑的动力学，而是依赖于平均光束强度。我们确定对流和绝对不稳定制度。在非相干阈值以上，相干不稳定性增长率得到恢复。对流不稳定性的阈值内的典型参数区域的国家点火装置（NIF）的设计，虽然目前的NIF带宽是不够大，以确保集体不稳定的主导地位，并建议较低的不稳定性阈值，由于斑点的贡献。相比之下，我们估计KrF激光为基础的融合系统的带宽将足够大。
2007-10-02 physics.plasm-ph
Growth rate and gain of stimulated Brillouin scattering considering nonlinear Landau damping due to particle trapping
考虑到由于粒子俘获而导致的朗道阻尼的降低，SBS的生长速率和增益已经被提出来预测SBS反射率的生长和平均水平。由于粒子俘获的影响，本文采用了减少的朗道阻尼来计算SBS的增益，这将使SBS平均反射率的模拟数据与Tang模型更好地一致。这一工作将解决激光与等离子体相互作用中悬而未决的问题，并在参量不稳定性研究中具有广泛的应用。
2019-09-19 physics.plasm-ph
The Brillouin Instability of intense laser in relativistic plasmas
本文利用准周期近似研究了强激光在弱相对论区域（$0.1<a_0^2<0.5$）等离子体中的传输。详细计算了有效洛伦兹因子和密度波效应。其余部分研究了受激布里渊不稳定性的相对论修正。得到了受激布里渊散射（SBS）的耦合色散关系，并进行了数值研究。
2004-05-05 physics.plasm-ph
Enhanced strong-coupling stimulated Brillouin amplification assisted by Raman amplification
强耦合受激布里渊散射（SC-SBS）放大通过补充拉曼放大实现了更高的强度。在新方案中，首先用拉曼泵浦激光器在均匀等离子体中放大种子脉冲，然后用SC-SBS泵浦激光器在非均匀等离子体中继续放大，以抑制泵浦激光器的自发不稳定性。与相同入射能量的纯SC-SBS方案相比，种子激光强度提高，持续时间缩短，而能量转换效率没有明显降低。我们还发现，拉曼放大的π脉冲是SC-SBS放大的种子。包络耦合方程、Vlasov模拟和二维粒子模拟的结果基本一致。该方案是一种简单有效的提高SC-SBS放大率的方法，实验上易于实现。
2022-11-27 physics.plasm-ph
Investigation of Stimulated Brillouin Scattering in Laser-Plasma Interactions
本文给出了频率为70 GHz和110 GHz的普通模式（O模式）电磁波（我们的泵浦波）注入受激布里渊散射（SBS）的数值模拟结果。在速度空间中求解傅立叶变换的弗拉索夫方程，创建分布函数的轮廓。分布函数的时间演化也进行了研究。考虑到等离子体聚变的平均密度（n_{0} ~ 10^{19} m^{-3}），我们得到了密度的分布。进而得到了SBS的二维不稳定率。所以，分布函数的涨落影响密度，密度又影响不稳定率。增加入射光波频率会导致不稳定性增长率降低。时间演化表明，由于泵浦波的能量在等离子体中被吸收（等离子体加热），不稳定率有明显的衰减。此外，还提出了通过改变离子-电子温度比来改变离子声波的朗道阻尼，因为这种阻尼在高温下更占主导地位。
2016-12-07 physics.plasm-ph
Kinetic-Ion Simulations Addressing Whether Ion Trapping Inflates Stimulated Brillouin Backscattering Reflectivities
利用电磁粒子模拟和三波耦合模方程与非线性离子物理的线性和非线性模型的积分，研究了离子动力学效应引起的受激布里渊背散射（SBS）的可能膨胀。在离子声波中的线性离子朗道阻尼、由于离子捕获引起的阻尼的非线性减小以及由于离子捕获引起的非线性频移的静电模拟建立了用于对电磁SBS模拟进行建模的基线。系统的激光强度扫描已经进行了一维粒子模拟和耦合模方程积分，和两个值的电子-离子温度比（改变线性离子朗道阻尼）被认为是。四个强度扫描中的三个具有SBS膨胀的证据，这是通过在粒子模拟中观察到比在相应的具有线性离子波模型的三波模式耦合积分中更多的反射率来确定的，并且粒子模拟显示了离子捕获的证据。
2007-06-08 physics.plasm-ph
Effects of frequency-modulated pump on stimulated Brillouin scattering in inhomogeneous plasmas
本文通过理论分析、三波模拟和动理学模拟，研究了频率调制抽运对流动等离子体中受激布里渊散射的影响，发现特定频率调制可增加SBS反射率，而更大带宽可抑制SBS，为选择激光带宽抑制非均匀等离子体中SBS提供了方法。
2024-01-07 physics.plasm-ph
Investigation of Langdon effect on the stimulated backward Raman and Brillouin scattering
在激光辐照等离子体中，兰登效应使电子能量分布函数（EEDF）趋于超高斯分布，这对激光等离子体不稳定性有重要影响。本文系统地研究了惯性约束聚变（ICF）中等离子体参数变化时，超高斯EEDF对对流受激后向喇曼散射（SRS）和受激后向布里渊散射（SBS）的影响。受激喇曼散射和受激布里渊散射的峰值空间增长率和相应的散射光波长的变化趋势有明显的不同。特别是详细分析了不同离子种类和同位素等离子体中受激布里渊散射的兰登效应，首次提出了判断受激布里渊散射峰值空间增长率随超高斯指数变化趋势的参数边界。在一定的等离子体参数范围内，兰登效应会增强混合等离子体中的SBS，这可能会削弱低Z离子混入高Z等离子体对抑制SBS的改善作用。这些对LPI的Langdon效应的理解将有助于更好地理解实验中的SRS和SBS。
2021-08-02 physics.plasm-ph
Stimulated Brillouin Amplification with Flying Focus
本文首次实验演示了利用飞行焦点在3毫米等离子体通道中实现受激布里渊散射放大，在低两个数量级的强度下获得14.5%的转换效率，验证了其延长相互作用长度、实现高效等离子体激光放大的潜力。
2025-08-06 physics.plasm-ph
Stimulated Raman and Brillouin backscattering of collimated beams carrying orbital angular momentum
本文从理论上研究了等离子体中受激喇曼散射和布里渊散射过程引起的电磁波和静电波之间的角动量交换。首次引入了等离子体和声子场的角动量态。我们证明了这些态可以通过与散射过程相关的非线性波混频激发。这可能与实验室和太空中的等离子体诊断有关。导出了非线性耦合傍轴方程和不稳定增长率。
2009-04-17 physics.plasm-ph physics.space-ph
Investigation of Stimulated Brillouin Scattering Driven by Broadband Lasers in High-Z Plasmas
Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）
本研究通过一维碰撞粒子模拟探究高Z等离子体中宽带激光驱动的SBS演化，发现激光带宽超过SBS时间增长率数十倍时可有效抑制SBS，为惯性约束聚变宽带激光设计提供指导。
2025-11-14 physics.plasm-ph
Generalized multi-dimensional conservation laws for stimulated Raman and Brillouin scattering in a density gradient
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
本文推导了在密度梯度中 stimulated Raman 和 Brillouin 散射的广义局部和多维守恒定律，基于拉格朗日密度推导出 envelope 方程，并通过 Noether 定理得到守恒定律。
2026-04-23 physics.plasm-ph
Pump-Depletion Dynamics and Saturation of Stimulated Brillouin Scattering in Shock Ignition Relevant Experiments
作为一种可替代的惯性约束聚变方案，冲击点火具有预期的高能量增益和更鲁棒的设计，需要由在末端具有高强度尖峰的成形脉冲驱动的强会聚冲击来点燃预压缩的聚变舱。了解冲击波点火条件下的非线性激光等离子体不稳定性对评估和改善激光冲击波能量耦合至关重要。最近在OMEGA-EP激光设备上进行的实验首次证明，这种不稳定性可以使高强度激光泵浦的前0.5 ns耗尽$\sim$ 100\%。对所观察到的激光产生的冲击波的分析表明，这种泵浦耗尽开始于0.01- 0.02临界密度，并发展到0.1- 0.2临界密度。这种泵浦损耗也被时间分辨的受激拉曼背散射光谱所证实。抽运损耗的动力学可以用受激布里渊散射中离子声波的破碎来解释。这种强泵浦耗尽将抑制碰撞激光能量吸收，但可能有利于产生具有用于电子冲击点火的中等温度的热电子[Shang等人，Phys. Rev. Lett. 119 195001（2017）]。
2019-08-30 physics.plasm-ph
Stimulated Brillouin scattering behaviors in different species ignition hohlraum plasmas in high-temperature and high-density region
多个离子物种的存在下，可以添加额外的分支IAW色散关系，并改变朗道阻尼显着。采用Vlasov-Maxwell数值模拟方法研究了受激布里渊散射（SBS）激发的不同IAW模式以及高温高密度区几种典型点火黑腔等离子体中不同的SBS行为。HeH或CH等离子体中的慢模是阻尼最小的模，将在SBS中被激发，而AuB等离子体中的快模是阻尼最小的模，将在SBS中被激发。由于强Landau阻尼，H或HeH等离子体中的SBS是强对流不稳定性，而AuB等离子体中的SBS是绝对不稳定性，由于弱Landau阻尼。然而，虽然在线性理论中，CH等离子体中的SBS是弱对流不稳定性，但由于粒子捕获降低了线性朗道阻尼，SBS将转化为绝对不稳定性。这些结果详细地研究了不同离子种类等离子体中IAW模的激发和SBS的性质，从而为通过改变离子种类来增加IAW的线性朗道阻尼来控制SBS提供了可能。
2017-04-05 physics.plasm-ph
Suppression of Stimulated Raman Scattering and Hot Electrons Generation due to Langmuir Decay Instability Cascade and Langmuir Collapse
首次用Vlasov模拟方法研究了具有朗缪尔衰变不稳定性和朗缪尔塌缩的后向受激喇曼散射。清晰地显示了LDI级联的衰变产物及其随时间的演化，它与朗缪尔塌缩同时发生。通过LDI级联和朗缪尔塌缩，BSRS反射率将大大降低。在CH等离子体中，当$T_i/T_e=1/3$时，慢离子声波（IAW）的朗道阻尼低于H等离子体中的朗道阻尼。因此，可以通过控制等离子体种类和离子比例的方式，通过LDI级联进一步抑制BSRS。这些结果给出了抑制BSRS和超热电子产生的有效机制。
2016-12-05 physics.plasm-ph
Bandwidth effects in stimulated Brillouin scattering driven by partially incoherent light
利用广义Wigner-Moyal辐射统计理论，得到了任意统计宽带辐射场驱动下受激布里渊散射（SBS）的一般色散关系。从我们的一般结果中恢复了单色极限，再现了经典的单色色散关系。通过数值求解色散关系，进一步研究了不稳定性增长率作为泵浦波带宽、入射场强和散射波波数的同时函数的行为。我们的结果表明，SBS的生长速率可以减少1/3的带宽为0.3 nm，典型的实验参数。
2021-04-08 physics.optics physics.plasm-ph
Beyond the random phase approximation: Stimulated Brillouin backscatter for finite laser coherence times
建立了激光聚变等离子体中时空部分非相干激光束受激布里渊后向散射的统计理论。我们发现了一种新的集体制度的BSBS（CBSBS）的强度阈值控制的衍射，一个不敏感的函数的激光相干时间，$T_c$，一旦在$T_c$的光旅行时间超过激光散斑长度。BSBS的空间增益率近似为CBSBS的空间增益率加上与衍射无关并随$T_c$线性变化的部分的总和。我们发现，基于KrF激光的聚变系统的带宽将足够大，以允许额外的抑制BSBS。
2013-11-25 nlin.CD physics.plasm-ph
Collective stimulated Brillouin scatter
建立了激光聚变等离子体中时空部分非相干激光束受激布里渊后向散射的统计理论。在长尺度激光聚变等离子体中，我们发现了一种新的BSBS集体机制，它具有比相干光束的经典阈值大得多的阈值。我们确定两个贡献BSBS对流不稳定增量。第一种是集体的，其强度阈值与激光关联时间无关，并且由衍射控制。第二种是与衍射无关的，它随相关时间的增加而增加，并且没有强度阈值。不稳定性阈值在国家点火装置（NIF）的典型参数范围内。我们还发现，基于KrF激光的聚变系统的带宽将足够大，以允许额外的抑制BSBS。
2011-05-11 nlin.CD physics.plasm-ph
SRS-SBS competition and nonlinear laser energy absorption in a high temperature plasma
激光在等离子体电晕中的受激喇曼散射和布里渊散射是惯性约束聚变研究中的突出问题。受激拉曼散射可在等离子体四分之一临界密度附近产生激光能量的显著部分的吸收，所述等离子体四分之一临界密度与等离子体空化和热电子的产生相关。相比之下，受激布里渊散射在低密度等离子体中工作，并阻止激光进入吸收区。在本文中，我们报告的结果分析这两个参数的不稳定性的竞争与一系列的一维动力学模拟的激光等离子体相互作用。通过改变等离子体参数如离子声波阻尼、等离子体膨胀速度的发散或激光带宽来控制布里渊散射，我们证明了在热的弱碰撞等离子体中控制非线性激光吸收和散射水平的可能性。
2021-04-30 physics.plasm-ph
Collective stimulated Brillouin scattering modes of two crossing laser beams with shared ion acoustic wave
本研究针对惯性约束聚变中多束激光交叠的场景，基于线性动力学模型推导了共享离子声波的两束交叉激光集体受激布里渊散射对流放大的精确解析解，分析了多种参数的影响，发现面外模式在特定条件下的重要性，为相关实验的现象理解与评估提供支撑。
2021-05-26 physics.optics physics.plasm-ph
A Wave-Based Simulation Model for Cross-Beam Energy Transfer and Stimulated Brillouin Scattering in Laser-Plasma Systems
Anhui University of Science and Technology（安徽理工大学）；Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）；Hunan University（湖南大学）；Peking University（北京大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文提出了一种基于波的模拟模型，用于研究激光等离子体系统中交叉束能量传输与受激布里渊散射的动态相互作用，揭示了高激光强度下两种不稳定性耦合稳态的现象。
2025-12-12 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Stimulated scattering instability in a relativistic plasma
研究了强线极化电磁波（EMW）在含简并电子的相对论等离子体中的受激散射不稳定性。从相对论流体动力学模型和麦克斯韦方程组出发，导出了由电磁波有质动力驱动的低频电子和离子等离子体振荡的耦合非线性方程组。然后从耦合的非线性方程组中得到非线性色散关系，该方程组揭示了电磁波的受激拉曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）和调制不稳定性（MIs）。结果表明，离子的热压力和电子的相对论简并压力显着修改SRS，SBS和MI的特性。
2018-05-30 physics.plasm-ph
Efficient generation and amplification of intense vortex and vector laser pulses via strongly coupled stimulated Brillouin scattering in plasmas
本文提出利用等离子体中强耦合受激布里渊散射（SC-SBS）技术高效产生并放大强涡旋与矢量激光脉冲，实现65%能量转移效率及全光偏振控制，并产生可控角动量的新光结构。
2023-11-23 physics.optics physics.plasm-ph
Unified kinetic theory of induced scattering: Compton, Brillouin, and Raman processes in magnetized electron and positron pair plasma
Kyoto University（京都大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
针对强磁化电子-正电子对等离子体，建立了包含感应康普顿、受激布里渊和受激拉曼散射的统一动理学理论，推导了密度涨落模式的线性增长率，阐明了不同条件下的主导散射类型，并发现受激拉曼散射在磁化对等离子体中成为可能。
2026-07-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
