Crossed beam energy transfer, CBET, in high-intensity laser–plasma interaction is investigated for the case of optically smoothed laser beams. In the two approaches to laser-driven inertial confinement fusion experiments, the direct-drive and the indirect-drive, CBET is of great importance because it governs the coupling of laser energy to the plasma. We use the two-dimensional wave-coupling code Harmony to simulate the transfer between two laser beams with speckle structure that overlap in a plasma with an inhomogeneous flow profile. We compare the CBET dynamics for laser beams with spatial incoherence and with spatio-temporal incoherence; in particular we apply the smoothing techniques using random phase plates (RPPs) and smoothing by spectral dispersion (SSD), respectively. It is found that for laser beams (wavelength λ0) with intensities (IL) above IL ∼ 2 × 1015 W cm−2(λ0/0.35 µm)−2(Te/keV), both the so-called plasma-induced smoothing as well as self-focusing in intense laser speckles induce temporal incoherence; the latter affects the CBET and the angular distribution of the light transmitted behind the zone of beam overlap. For RPP-smoothed incident beams, the resulting band width of the transmitted light can already be of the same order as the effective band width of the SSD available at major laser facilities. We examine the conditions when spatio-temporal smoothing techniques become efficient for CBET. This article is part of a discussion meeting issue ‘Prospects for high gain inertial fusion energy (part 1)’.

中文翻译：

---

非均匀等离子体中光学平滑激光束之间的交叉光束能量转移

在光学平滑激光束的情况下，研究了高强度激光-等离子体相互作用中的交叉光束能量转移，CBET。在激光驱动惯性约束聚变实验的两种方法中，直接驱动和间接驱动，CBET 非常重要，因为它控制激光能量与等离子体的耦合。我们使用二维波耦合代码 Harmony 来模拟具有散斑结构的两个激光束之间的转移，这些激光束在具有不均匀流动剖面的等离子体中重叠。我们比较了具有空间不相干性和时空不相干性的激光束的 CBET 动力学；特别是，我们分别应用了使用随机相位板 (RPP) 和光谱色散平滑 (SSD) 的平滑技术。发现对于强度 (IL) 高于 IL ∼ 2 × 1015 W cm−2(λ0/0.35 µm)−2(Te/keV) 的激光束（波长 λ0），所谓的等离子体诱导平滑为强激光散斑中的自聚焦会导致时间不相干；后者影响 CBET 和光束重叠区后面透射光的角度分布。对于 RPP 平滑的入射光束，传输光的最终带宽可能已经与主要激光设施中可用的 SSD 的有效带宽处于同一数量级。我们研究了时空平滑技术对 CBET 有效的条件。本文是讨论会议问题“高增益惯性聚变能的前景（第 1 部分）”的一部分。所谓的等离子体诱导平滑以及强激光散斑中的自聚焦都会导致时间不相干；后者影响 CBET 和光束重叠区后面透射光的角度分布。对于 RPP 平滑的入射光束，传输光的最终带宽可能已经与主要激光设施中可用的 SSD 的有效带宽处于同一数量级。我们研究了时空平滑技术对 CBET 有效的条件。本文是讨论会议问题“高增益惯性聚变能的前景（第 1 部分）”的一部分。所谓的等离子体诱导平滑以及强激光散斑中的自聚焦都会导致时间不相干；后者影响 CBET 和光束重叠区后面透射光的角度分布。对于 RPP 平滑的入射光束，传输光的最终带宽可能已经与主要激光设施中可用的 SSD 的有效带宽处于同一数量级。我们研究了时空平滑技术对 CBET 有效的条件。本文是讨论会议问题“高增益惯性聚变能的前景（第 1 部分）”的一部分。传输光的最终带宽可能已经与主要激光设施中可用的 SSD 的有效带宽处于同一数量级。我们研究了时空平滑技术对 CBET 有效的条件。本文是讨论会议问题“高增益惯性聚变能的前景（第 1 部分）”的一部分。传输光的最终带宽可能已经与主要激光设施中可用的 SSD 的有效带宽处于同一数量级。我们研究了时空平滑技术对 CBET 有效的条件。本文是讨论会议问题“高增益惯性聚变能的前景（第 1 部分）”的一部分。