Magnetized Liner Inertial Fusion (MagLIF) at Sandia National Laboratories involves a laser preheating stage where a few-ns laser pulse passes through a few-micron-thick plastic window to preheat gaseous fusion fuel contained within the MagLIF target. Interactions with this window reduce heating efficiency and mix window and target materials into the fuel. A recently proposed idea called “Laser Gate” involves removing the window well before the preheating laser is applied. In this article, we present experimental proof-of-principle results for a pulsed-power implementation of Laser Gate, where a thin current-carrying wire weakens the perimeter of the window, allowing the fuel pressure to push the window open and away from the preheating laser path. For this effort, transparent targets were fabricated and a test facility capable of studying this version of Laser Gate was developed. A 12-frame bright-field laser schlieren/shadowgraphy imaging system captured the window opening dynamics on microsecond timescales. The images reveal that the window remains largely intact as it opens and detaches from the target. A column of escaping pressurized gas appears to prevent the detached window from inadvertently moving into the preheating laser path.

1.
S. A.
Slutz
,
M. C.
Herrmann
,
R. A.
Vesey
,
A. B.
Sefkow
,
D. B.
Sinars
,
D. C.
Rovang
,
K. J.
Peterson
, and
M. E.
Cuneo
,
Phys. Plasmas
17
,
056303
(
2010
).
2.
M. E.
Cuneo
,
M. C.
Herrmann
,
D. B.
Sinars
,
S. A.
Slutz
,
W. A.
Stygar
,
R. A.
Vesey
,
A. B.
Sefkow
,
G. A.
Rochau
,
G. A.
Chandler
,
J. E.
Bailey
,
J. L.
Porter
,
R. D.
McBride
,
D. C.
Rovang
,
M. G.
Mazarakis
,
E. P.
Yu
,
D. C.
Lamppa
,
K. J.
Peterson
,
C.
Nakhleh
,
S. B.
Hansen
,
A. J.
Lopez
,
M. E.
Savage
,
C. A.
Jennings
,
M. R.
Martin
,
R. W.
Lemke
,
B. W.
Atherton
,
I. C.
Smith
,
P. K.
Rambo
,
M.
Jones
,
M. R.
Lopez
,
P. J.
Christenson
,
M. A.
Sweeney
,
B.
Jones
,
L. A.
McPherson
,
E.
Harding
,
M. R.
Gomez
,
P. F.
Knapp
,
T. J.
Awe
,
R. J.
Leeper
,
C. L.
Ruiz
,
G. W.
Cooper
,
K. D.
Hahn
,
J.
McKenney
,
A. C.
Owen
,
G. R.
McKee
,
G. T.
Leifeste
,
D. J.
Ampleford
,
E. M.
Waisman
,
A.
Harvey-Thompson
,
R. J.
Kaye
,
M. H.
Hess
,
S. E.
Rosenthal
, and
M. K.
Matzen
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
40
,
3222
(
2012
).
3.
M. R.
Gomez
,
S. A.
Slutz
,
A. B.
Sefkow
,
D. B.
Sinars
,
K. D.
Hahn
,
S. B.
Hansen
,
E. C.
Harding
,
P. F.
Knapp
,
P. F.
Schmit
,
C. A.
Jennings
,
T. J.
Awe
,
M.
Geissel
,
D. C.
Rovang
,
G. A.
Chandler
,
G. W.
Cooper
,
M. E.
Cuneo
,
A. J.
Harvey-Thompson
,
M. C.
Herrmann
,
M. H.
Hess
,
O.
Johns
,
D. C.
Lamppa
,
M. R.
Martin
,
R. D.
McBride
,
K. J.
Peterson
,
J. L.
Porter
,
G. K.
Robertson
,
G. A.
Rochau
,
C. L.
Ruiz
,
M. E.
Savage
,
I. C.
Smith
,
W. A.
Stygar
, and
R. A.
Vesey
,
Phys. Rev. Lett.
113
,
155003
(
2014
).
4.
S. A.
Slutz
,
M. R.
Gomez
,
S. B.
Hansen
,
E. C.
Harding
,
B. T.
Hutsel
,
P. F.
Knapp
,
D. C.
Lamppa
,
T. J.
Awe
,
D. J.
Ampleford
,
D. E.
Bliss
,
G. A.
Chandler
,
M. E.
Cuneo
,
M.
Geissel
,
M. E.
Glinsky
,
A. J.
Harvey-Thompson
,
M. H.
Hess
,
C. A.
Jennings
,
B.
Jones
,
G. R.
Laity
,
M. R.
Martin
,
K. J.
Peterson
,
J. L.
Porter
,
P. K.
Rambo
,
G. A.
Rochau
,
C. L.
Ruiz
,
M. E.
Savage
,
J.
Schwarz
,
P. F.
Schmit
,
G.
Shipley
,
D. B.
Sinars
,
I. C.
Smith
,
R. A.
Vesey
, and
M. R.
Weis
,
Phys. Plasmas
25
,
112706
(
2018
).
5.
M. R.
Gomez
,
S. A.
Slutz
,
P. F.
Knapp
,
K. D.
Hahn
,
M. R.
Weis
,
E. C.
Harding
,
M.
Geissel
,
J. R.
Fein
,
M. E.
Glinsky
,
S. B.
Hansen
,
A. J.
Harvey-Thompson
,
C. A.
Jennings
,
I. C.
Smith
,
D.
Woodbury
,
D. J.
Ampleford
,
T. J.
Awe
,
G. A.
Chandler
,
M. H.
Hess
,
D. C.
Lamppa
,
C. E.
Myers
,
C. L.
Ruiz
,
A. B.
Sefkow
,
J.
Schwarz
,
D. A.
Yager-Elorriaga
,
B.
Jones
,
J. L.
Porter
,
K. J.
Peterson
,
R. D.
Mcbride
,
G. A.
Rochau
, and
D. B.
Sinars
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
47
,
2081
(
2019
).
6.
P. F.
Knapp
,
M. R.
Gomez
,
S. B.
Hansen
,
M. E.
Glinsky
,
C. A.
Jennings
,
S. A.
Slutz
,
E. C.
Harding
,
K. D.
Hahn
,
M. R.
Weis
,
M.
Evans
,
M. R.
Martin
,
A. J.
Harvey-Thompson
,
M.
Geissel
,
I. C.
Smith
,
D. E.
Ruiz
,
K. J.
Peterson
,
B. M.
Jones
,
J.
Schwarz
,
G. A.
Rochau
,
D. B.
Sinars
,
R. D.
McBride
, and
P.-A.
Gourdain
,
Phys. Plasmas
26
,
012704
(
2019
).
7.
M.
Geissel
,
A. J.
Harvey-Thompson
,
T. J.
Awe
,
D. E.
Bliss
,
M. E.
Glinsky
,
M. R.
Gomez
,
E.
Harding
,
S. B.
Hansen
,
C.
Jennings
,
M. W.
Kimmel
,
P.
Knapp
,
S. M.
Lewis
,
K.
Peterson
,
M.
Schollmeier
,
J.
Schwarz
,
J. E.
Shores
,
S. A.
Slutz
,
D. B.
Sinars
,
I. C.
Smith
,
C. S.
Speas
,
R. A.
Vesey
,
M. R.
Weis
, and
J. L.
Porter
,
Phys. Plasmas
25
,
022706
(
2018
).
8.
A.
Dunaevsky
,
A.
Goltsov
,
J.
Greenberg
,
E.
Valeo
, and
N. J.
Fisch
,
Phys. Plasmas
13
,
043106
(
2006
).
9.
A. J.
Harvey-Thompson
,
M.
Geissel
,
C. A.
Jennings
,
M. R.
Weis
,
M. R.
Gomez
,
J. R.
Fein
,
D. J.
Ampleford
,
G. A.
Chandler
,
M. E.
Glinsky
,
K. D.
Hahn
,
S. B.
Hansen
,
E. C.
Harding
,
P. F.
Knapp
,
R. R.
Paguio
,
L.
Perea
,
K. J.
Peterson
,
J. L.
Porter
,
P. K.
Rambo
,
G. K.
Robertson
,
G. A.
Rochau
,
C. L.
Ruiz
,
J.
Schwarz
,
J. E.
Shores
,
D. B.
Sinars
,
S. A.
Slutz
,
G. E.
Smith
,
I. C.
Smith
,
C. S.
Speas
,
K.
Whittemore
, and
D.
Woodbury
,
Phys. Plasmas
26
,
032707
(
2019
).
10.
J. R.
Davies
,
R. E.
Bahr
,
D. H.
Barnak
,
R.
Betti
,
M. J.
Bonino
,
E. M.
Campbell
,
E. C.
Hansen
,
D. R.
Harding
,
J. L.
Peebles
,
A. B.
Sefkow
,
W.
Seka
,
P.-Y.
Chang
,
M.
Geissel
, and
A. J.
Harvey-Thompson
,
Phys. Plasmas
25
,
062704
(
2018
).
11.
B.
Galloway
, personal communication (
2019
).
12.
S. W.
Haan
,
P. A.
Amendt
,
D. A.
Callahan
,
T. R.
Dittrich
,
M. J.
Edwards
,
B. A.
Hammel
,
D. D.
Ho
,
O. S.
Jones
,
J. D.
Lindl
,
M. M.
Marinak
,
D. H.
Munro
,
S. M.
Pollaine
,
J. D.
Salmonson
,
B. K.
Spears
, and
L. J.
Suter
,
Fusion Sci. Technol.
51
,
509
(
2007
).
13.
B.
Lairson
,
R.
Smith
,
J.
Guckian
,
T.
Ayers
, and
S.
Bhandarkar
,
Fusion Sci. Technol.
59
,
262
(
2011
).
14.
M. R.
Gomez
,
S. A.
Slutz
,
A. B.
Sefkow
,
K. D.
Hahn
,
S. B.
Hansen
,
P. F.
Knapp
,
P. F.
Schmit
,
C. L.
Ruiz
,
D. B.
Sinars
,
E. C.
Harding
,
C. A.
Jennings
,
T. J.
Awe
,
M.
Geissel
,
D. C.
Rovang
,
I. C.
Smith
,
G. A.
Chandler
,
G. W.
Cooper
,
M. E.
Cuneo
,
A. J.
Harvey-Thompson
,
M. C.
Herrmann
,
M. H.
Hess
,
D. C.
Lamppa
,
M. R.
Martin
,
R. D.
McBride
,
K. J.
Peterson
,
J. L.
Porter
,
G. A.
Rochau
,
M. E.
Savage
,
D. G.
Schroen
,
W. A.
Stygar
, and
R. A.
Vesey
,
Phys. Plasmas
22
,
056306
(
2015
).
15.
A.
Harvey-Thompson
, personal communication (
2019
).
16.
S. A.
Slutz
and
R. A.
Vesey
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
025003
(
2012
).
17.
A. M.
Steiner
, “
The electrothermal instability on pulsed power ablations of thin foils
,” Ph.D. thesis,
University of Michigan
,
2016
.
18.
A. M.
Steiner
,
P. C.
Campbell
,
D. A.
Yager-Elorriaga
,
N. M.
Jordan
,
R. D.
Mcbride
,
Y. Y.
Lau
, and
R. M.
Gilgenbach
,
IEEE Trans. Plasma Sci.
46
,
3753
(
2018
).
19.
D. C.
Rovang
,
D. C.
Lamppa
,
M. E.
Cuneo
,
A. C.
Owen
,
J.
McKenney
,
D. W.
Johnson
,
S.
Radovich
,
R. J.
Kaye
,
R. D.
McBride
,
C. S.
Alexander
,
T. J.
Awe
,
S. A.
Slutz
,
A. B.
Sefkow
,
T. A.
Haill
,
P. A.
Jones
,
J. W.
Argo
,
D. G.
Dalton
,
G. K.
Robertson
,
E. M.
Waisman
,
D. B.
Sinars
,
J.
Meissner
,
M.
Milhous
,
D. N.
Nguyen
, and
C. H.
Mielke
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
124701
(
2014
).
You do not currently have access to this content.