激光惯性聚变背景下，光谱宽度与频率色散对激光—等离子体相互作用的影响研究

专注于宽带激光源与参数不稳定性的惯性聚变项目博士学位。要求具备等离子体或聚变物理学硕士学位，并掌握 Python 编程能力。

职位说明： 项目描述： 2022年，美国国家点火装置（NIF，USA）首次展示了惯性约束聚变中的净能量增益现象[1]，这标志着将核聚变作为能源来源迈出了重要一步。这一突破促使众多项目重新致力于开发基于激光聚变的低碳反应堆。 在法国，由初创企业 GenF（Thales子公司）主导的 TARANIS 项目属于 2024 年“法国 2030”计划所选项目之一，该项目通过 LULI 和 CELIA 实验室将 Thales、CEA 及 CNRS 联合起来形成合作联盟。 在此框架下，LULI 正在研发创新的激光源，以在直接驱动几何结构中验证先进的惯性聚变概念。本论文重点探讨使用非相干宽带激光源来驱动内爆过程。 旨在提高激光与靶材的耦合效率，同时限制两种有害效应：激光印记以及本项目核心的参量不稳定性——涉及朗缪尔波的受激拉曼散射（SRS）与双等离子体波衰变（TPD），以及涉及离子声学响应的受激布里渊散射（SBS）与交叉光束能量传递（CBET）。 宽带激光技术的最新进展为在几乎不存在参量不稳定性的条件下实现惯性约束聚变提供了希望，为更稳定的内爆过程奠定了基础 [2,3]。然而，这种不稳定性的抑制效果实际上取决于宽带光源的精确特性（离散频率梳与连续光谱，是否存在光谱色散），以及动力学效应（电子俘获、等离子体波展宽）和几何效应（2D/3D传播、散斑结构）——这些效应因需要高强度的模拟能力而仍未被充分研究。 本论文提出了一项系统的动力学分析，该分析基于使用 SMILEI 代码的粒子网格（PIC）模拟，旨在（1）比较不同宽带源类型对三波耦合不稳定性增长与饱和的影响（SRS、SBS）；（2）将此分析扩展至代表直接驱动条件的非均匀几何结构，在2D、并可能扩展至3D空间中进行，并考虑散斑描述与光谱色散因素；（3）为在 LULI 激光设施上进行的实验设计及分析提供支持（LULI2000，Apollon）。 本研究在LULI理论组TIPS开展，与LULI实验团队及 TARANIS 联合项目紧密合作下，本论文结合了理论研究进展、大规模数值模拟以及实验验证。

所需个人背景与技能要求： - 等离子体物理或聚变物理领域的硕士二年级（Master 2）学位或同等学历。 - 掌握等离子体物理学、激光物理学及激光与物质相互作用的相关知识。 - 科学编程能力（需掌握 Python，C/C++ 亦为加分项）。 - 数据处理、物理建模及实验分析方面的技能。 - 严谨性、自主性，具备团队协作及科学交流能力，且英语水平良好。