Abstract

A standard technique for beam propagation modeling of large and complex optical systems, such as the National Ignition Facility, is the Talanov approach. We describe a modification to the Talanov algorithm that avoids its inherent inability to treat interactions in the Rayleigh region. The algorithm has been validated with analytic and numerical calculations and is demonstrated to function as expected in the case of a NIF spatial filter.

© 2013 USG

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. C. A. Haynam, P. J. Wegner, J. M. Auerbach, M. W. Bowers, S. N. Dixit, G. V. Erbert, G. M. Heestand, M. A. Henesian, M. R. Hermann, K. S. Jancaitis, K. R. Manes, C. D. Marshall, N. C. Mehta, J. Menapace, E. Moses, J. R. Murray, M. C. Nostrand, C. D. Orth, R. Patterson, R. A. Sacks, M. J. Shaw, M. Spaeth, S. B. Sutton, W. H. Williams, C. C. Widmayer, R. K. White, S. T. Yang, and B. M. Van Wonterghem, “National ignition facility laser performance status,” Appl. Opt. 46, 3276–3303 (2007).
    [CrossRef]
  2. S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
    [CrossRef]
  3. R. A. Sacks, A. B. Elliott, G. P. Goderre, C. A. Haynam, M. A. Henesian, R. K. House, K. R. Manes, N. C. Mehta, M. J. Shaw, C. C. Widmayer, and W. H. Williams, “Laser energetics and propagation modelling for the NIF,” J. Phys. 112, 032024 (2008).
    [CrossRef]
  4. J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (McGraw-Hill, 1968).
  5. L. A. Romero and F. Dickey, “Lossless laser beam shaping,” J. Opt. Soc. Am. A 13, 751–760 (1996).
    [CrossRef]
  6. D. L. Shealy and J. A. Hoffnagle, “Laser beam shaping profiles and propagation,” Appl. Opt. 45, 5118–5131 (2006).
    [CrossRef]
  7. T. Bontoux, Y. Kato, and M. Nakatsuka, “Three-dimensional laser simulation code on a desktop personal computer: nonlinear propagation and Fresnel distribution,” Opt. Eng. 38, 131–140 (1999).
    [CrossRef]
  8. V. I. Talanov, “Focusing of light in cubic media,” JETP Lett. 11, 199–201 (1970).
  9. W. W. Simmons, J. T. Hunt, and W. E. Warren, “Light propagation through large laser systems,” IEEE J. Quantum Electron. 17, 1727–1744 (1981).
    [CrossRef]
  10. P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.
  11. A. Yariv, Optical Electronics—3rd Ed. (CBS College, 1985).

2010 (1)

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

2008 (1)

R. A. Sacks, A. B. Elliott, G. P. Goderre, C. A. Haynam, M. A. Henesian, R. K. House, K. R. Manes, N. C. Mehta, M. J. Shaw, C. C. Widmayer, and W. H. Williams, “Laser energetics and propagation modelling for the NIF,” J. Phys. 112, 032024 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

2006 (1)

1999 (1)

T. Bontoux, Y. Kato, and M. Nakatsuka, “Three-dimensional laser simulation code on a desktop personal computer: nonlinear propagation and Fresnel distribution,” Opt. Eng. 38, 131–140 (1999).
[CrossRef]

1996 (1)

1981 (1)

W. W. Simmons, J. T. Hunt, and W. E. Warren, “Light propagation through large laser systems,” IEEE J. Quantum Electron. 17, 1727–1744 (1981).
[CrossRef]

1970 (1)

V. I. Talanov, “Focusing of light in cubic media,” JETP Lett. 11, 199–201 (1970).

Atherton, L. J.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Auerbach, J. M.

Bontoux, T.

T. Bontoux, Y. Kato, and M. Nakatsuka, “Three-dimensional laser simulation code on a desktop personal computer: nonlinear propagation and Fresnel distribution,” Opt. Eng. 38, 131–140 (1999).
[CrossRef]

Bowers, M. W.

Bradley, D. K.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Callahan, D. A.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Dewald, E. L.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Dickey, F.

Divol, L.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Dixit, S. N.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

C. A. Haynam, P. J. Wegner, J. M. Auerbach, M. W. Bowers, S. N. Dixit, G. V. Erbert, G. M. Heestand, M. A. Henesian, M. R. Hermann, K. S. Jancaitis, K. R. Manes, C. D. Marshall, N. C. Mehta, J. Menapace, E. Moses, J. R. Murray, M. C. Nostrand, C. D. Orth, R. Patterson, R. A. Sacks, M. J. Shaw, M. Spaeth, S. B. Sutton, W. H. Williams, C. C. Widmayer, R. K. White, S. T. Yang, and B. M. Van Wonterghem, “National ignition facility laser performance status,” Appl. Opt. 46, 3276–3303 (2007).
[CrossRef]

Donnat, P.

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

Dzenitis, E.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Edwards, M. J.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Elliott, A. B.

R. A. Sacks, A. B. Elliott, G. P. Goderre, C. A. Haynam, M. A. Henesian, R. K. House, K. R. Manes, N. C. Mehta, M. J. Shaw, C. C. Widmayer, and W. H. Williams, “Laser energetics and propagation modelling for the NIF,” J. Phys. 112, 032024 (2008).
[CrossRef]

Erbert, G. V.

Gallice, G.

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

Glenzer, S. H.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Goderre, G. P.

R. A. Sacks, A. B. Elliott, G. P. Goderre, C. A. Haynam, M. A. Henesian, R. K. House, K. R. Manes, N. C. Mehta, M. J. Shaw, C. C. Widmayer, and W. H. Williams, “Laser energetics and propagation modelling for the NIF,” J. Phys. 112, 032024 (2008).
[CrossRef]

Goodman, J. W.

J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (McGraw-Hill, 1968).

Hamza, A. V.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Haynam, C. A.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

R. A. Sacks, A. B. Elliott, G. P. Goderre, C. A. Haynam, M. A. Henesian, R. K. House, K. R. Manes, N. C. Mehta, M. J. Shaw, C. C. Widmayer, and W. H. Williams, “Laser energetics and propagation modelling for the NIF,” J. Phys. 112, 032024 (2008).
[CrossRef]

C. A. Haynam, P. J. Wegner, J. M. Auerbach, M. W. Bowers, S. N. Dixit, G. V. Erbert, G. M. Heestand, M. A. Henesian, M. R. Hermann, K. S. Jancaitis, K. R. Manes, C. D. Marshall, N. C. Mehta, J. Menapace, E. Moses, J. R. Murray, M. C. Nostrand, C. D. Orth, R. Patterson, R. A. Sacks, M. J. Shaw, M. Spaeth, S. B. Sutton, W. H. Williams, C. C. Widmayer, R. K. White, S. T. Yang, and B. M. Van Wonterghem, “National ignition facility laser performance status,” Appl. Opt. 46, 3276–3303 (2007).
[CrossRef]

Heestand, G. M.

Henesian, M. A.

Hermann, M. R.

Hinkel, D. E.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Hoffnagle, J. A.

House, R. K.

R. A. Sacks, A. B. Elliott, G. P. Goderre, C. A. Haynam, M. A. Henesian, R. K. House, K. R. Manes, N. C. Mehta, M. J. Shaw, C. C. Widmayer, and W. H. Williams, “Laser energetics and propagation modelling for the NIF,” J. Phys. 112, 032024 (2008).
[CrossRef]

Hunt, J. T.

W. W. Simmons, J. T. Hunt, and W. E. Warren, “Light propagation through large laser systems,” IEEE J. Quantum Electron. 17, 1727–1744 (1981).
[CrossRef]

Jancaitis, K. S.

Kalantar, D. H.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Kato, Y.

T. Bontoux, Y. Kato, and M. Nakatsuka, “Three-dimensional laser simulation code on a desktop personal computer: nonlinear propagation and Fresnel distribution,” Opt. Eng. 38, 131–140 (1999).
[CrossRef]

Kilkenny, J. D.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Kline, J. L.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Kyrala, G. A.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

L’Hullier, N.

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

Landen, O. L.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

LePape, S.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Lindl, J. D.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

MacGowan, B. J.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Manes, K. R.

Marshall, C. D.

Meezan, N. B.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Mehta, N. C.

Menapace, J.

Michel, P.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Moody, J. D.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Morice, O.

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

Moses, E.

Moses, E. I.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Murray, J. R.

Nakatsuka, M.

T. Bontoux, Y. Kato, and M. Nakatsuka, “Three-dimensional laser simulation code on a desktop personal computer: nonlinear propagation and Fresnel distribution,” Opt. Eng. 38, 131–140 (1999).
[CrossRef]

Nassiet, D.

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

Nikroo, A.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Nostrand, M. C.

Orth, C. D.

Parham, T.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Patterson, R.

Porcher, T.

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

Ribeyre, X.

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

Rivoire, V.

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

Romero, L. A.

Sacks, R. A.

Schneider, M. B.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Shaw, M. J.

Shealy, D. L.

Simmons, W. W.

W. W. Simmons, J. T. Hunt, and W. E. Warren, “Light propagation through large laser systems,” IEEE J. Quantum Electron. 17, 1727–1744 (1981).
[CrossRef]

Spaeth, M.

Suter, L. J.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Sutton, S. B.

Talanov, V. I.

V. I. Talanov, “Focusing of light in cubic media,” JETP Lett. 11, 199–201 (1970).

Town, R. P. J.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Treimany, C.

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

Van Wonterghem, B.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Van Wonterghem, B. M.

Warren, W. E.

W. W. Simmons, J. T. Hunt, and W. E. Warren, “Light propagation through large laser systems,” IEEE J. Quantum Electron. 17, 1727–1744 (1981).
[CrossRef]

Wegner, P.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Wegner, P. J.

White, R. K.

Whitman, P.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Widmann, K.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Widmayer, C. C.

Williams, W. H.

Yang, S. T.

Yariv, A.

A. Yariv, Optical Electronics—3rd Ed. (CBS College, 1985).

Young, B. K. F.

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Appl. Opt. (2)

IEEE J. Quantum Electron. (1)

W. W. Simmons, J. T. Hunt, and W. E. Warren, “Light propagation through large laser systems,” IEEE J. Quantum Electron. 17, 1727–1744 (1981).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (1)

J. Phys. (1)

R. A. Sacks, A. B. Elliott, G. P. Goderre, C. A. Haynam, M. A. Henesian, R. K. House, K. R. Manes, N. C. Mehta, M. J. Shaw, C. C. Widmayer, and W. H. Williams, “Laser energetics and propagation modelling for the NIF,” J. Phys. 112, 032024 (2008).
[CrossRef]

JETP Lett. (1)

V. I. Talanov, “Focusing of light in cubic media,” JETP Lett. 11, 199–201 (1970).

Opt. Eng. (1)

T. Bontoux, Y. Kato, and M. Nakatsuka, “Three-dimensional laser simulation code on a desktop personal computer: nonlinear propagation and Fresnel distribution,” Opt. Eng. 38, 131–140 (1999).
[CrossRef]

Science (1)

S. H. Glenzer, B. J. MacGowan, P. Michel, N. B. Meezan, L. J. Suter, S. N. Dixit, J. L. Kline, G. A. Kyrala, D. K. Bradley, D. A. Callahan, E. L. Dewald, L. Divol, E. Dzenitis, M. J. Edwards, A. V. Hamza, C. A. Haynam, D. E. Hinkel, D. H. Kalantar, J. D. Kilkenny, O. L. Landen, J. D. Lindl, S. LePape, J. D. Moody, A. Nikroo, T. Parham, M. B. Schneider, R. P. J. Town, P. Wegner, K. Widmann, P. Whitman, B. K. F. Young, B. Van Wonterghem, L. J. Atherton, and E. I. Moses, “Symmetric inertial confinement fusion implosions at ultrahigh laser energies,” Science 327, 1228–1231 (2010).
[CrossRef]

Other (3)

J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics (McGraw-Hill, 1968).

P. Donnat, T. Porcher, C. Treimany, O. Morice, X. Ribeyre, G. Gallice, D. Nassiet, N. L’Hullier, and V. Rivoire, Miro V5.22 reference manual.

A. Yariv, Optical Electronics—3rd Ed. (CBS College, 1985).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

Schematics of the alternative approaches to Talanov-based propagators through focal point regions. (a) A combination of Talanov propagator further away from the focus and nonscaled Fourier propagator through the focus vicinity. (b) TFT where the effective focal length is modified to avoid numerical errors.

Fig. 2.
Fig. 2.

TFT algorithm validation for Gaussian beam and top-hat beam. (a) Gaussian beam width through propagation in two contours, 1/e (blue) and 0.001 (red) of the max field, and the grid size (green). The TFT calculation (stars) and analytic formula (solid) for the 1/e contour are in good agreement. (b) Comparison of beam width of a square top-hat beam for 0.001 (red) and 1/e (blue) contours, for Talanov (solid) and TFT (stars) algorithms.

Fig. 3.
Fig. 3.

Fluence for a typical NIF beam as it propagates through focus (using TFT) and interacts with spatial filter there. LHS shows the fluence at the lens and just before the lens (30 m focal length). The RHS shows the fluence in the relay plane and just after the focal point for three cases: without filter, with filter only in one dimension, and with a 2D rectangular mask filter at focus. The TFT algorithm allows the views near the focus and would also enable the introduction of optical interactions in this region.

Equations (13)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

E⃗(r⃗,z,t)=ei(kzωt)ε⃗u(r⃗,z,t),
u(r,z,t)=d2q(2π)2u˜(q,z=0,t)eiq2z/(2k)eiq·r,
E⃗(r⃗,z,t)=ei(kzωt)eikr2/2f(z)ε⃗u(r⃗,z,t),
eikr22f(z)u(r,z,t)=eikr22f(z)·ξ·dq2(2π)2u˜(q,z=0,t)eiq2(ξ·z)/(2k)eiq(ξr⃗).
i)FFT:F{u(r,z=0)}u˜(q,z=0)ii)scaling:rξriii)multiply byeiq2{ξ·z}/(2k)iv)IFFTv)multiply byξvi)update focus:ff0z.
u(R⃗,z,t)=d2Q(2π)2χ2u˜(χQ⃗,z=0,t)eiQ2(χ2·z)/(2k)eiQ·R.
TFT algorithmatz=0:f=f0+Δf(and resampleu)atz=f0:f=f2Δfatz=2f0:f=f+Δf(and resampleuback).
Δf=W(z=f0)·fW(z=0)W(z=f0),
W(z=f0)=λ0f0eff2πnQmax,
f0eff=f0f0new;f0new=f01+(f0/z0)2;z0=πW2(z=0)λ0.
f1f2u1u2=u1·eikr22(1f11f2).
(2rmax(z=0)N)(Δff0+Δf)<λ0f0eff2nrmax(z=0)
N>4n[rmax(z=0)]2λ0f0eff(Δff0+Δf),

Metrics