中山大学理学院的赵耀副教授团队近期与中科院上海光学精密机械研究所和南京工程学院的合作，推出了一项在《Nuclear Fusion》上发表的重要成果。他们提出了一种名为非共线多色光(NCPL)的概念，并建立了其参量不稳定模型以及宽带NCPL的生成方案。
这项研究的关键在于通过空间角度对激光等离子体不稳定性(LPI)进行调控，降低了LPI的增长率和饱和幅度。首次提出了多光束构型下，任意入射频率激发的LPI完整模型。这个模型包含了多种机制，如受激拉曼散射(SRS)、受激布里渊散射(SBS)、交叉光束能量转移(CBET)以及双等离子体衰变(TPD)。
相较于以往的共线多色光(CPL)，NCPL的模型表明，当两束光的角度大于约等于4°时，它们的波矢耦合程度减弱，进而降低了驱动LPI的有质动力。例如，SRS模式下，当两束光的频率差小于一定阈值时，会产生共用子模式，通过调控频率差降低耦合强度。
过去采用的CPL方案效率低下，冗杂且转换效率不高。基于此，提出了频率差为1%的NCPL方案，大幅简化了晶体数量和系统流程，通过非饱和参量放大和非共线和频(NCSFG)等非线性光学过程，在同一块DKDP晶体中实现了两束不同频率的子光束产生宽带NCPL。
这项研究为当下集束LPI的研究提供了重要推动，同时当NCPL的频率差满足一定条件时，能有效控制惯性约束聚变中的LPI过程。所提出的大宽带NCPL方案转换效率可与传统驱动器相媲美，为实现高增益的惯性约束聚变点火提供了可能。
中山大学理学院正在推进100 J量级多色紫外激光平台的建设，这些工作对于NCPL参量模型的研究与方案验证具有重要推动作用。这一成果在推动聚变能源研究中具有里程碑式的意义，为未来能源开发带来了崭新的可能性。
