ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Классификация и пороги эффектов теплового расплывания лазерных пучков в атмосфере из "Нелинейная оптика атмосферы Т.6 " Здесь / = Veo/Sn — плотность мощности излучения, с — скорость света, 8о — начальное значение диэлектрической проницаемости воздуха, k — волновое число, г — относительное изменение диэлектрической проницаемости, г) — плотность, р — Роо = р — возмущение плотности, и — скорость, р —давление, g —ускорение свободного падения, Н = СрТ — удельная энтальпия, Хт — эффективный коэффициент теплопроводности атмосферы, ag — коэффициент молекулярного поглощения воздуха, Rb — удельная газовая постоянная. [c.27] Специфику нелинейных искажений для каждого из перечисленных режимов удобно проанализировать на примере осесимметричного пучка одномодового излучения. [c.28] В результате нагрева атмосферы цилиндрически симметричным лазерным пучком наведенные в среде газовые линзы будут иметь также осевую симметрию в режимах вида (1.46) — (1.48). Причем области (1.46) и (1.47) соответствуют независимому распространению отдельных импульсов излучения. Формирование газовых линз определяется термо-акустическими возмущениями среды (давление p=7 onst) и процессами изобарного теплового расширения (р = ро = onst) соответственно без участия ветрового и диффузионного механизма теплопереноса. [c.28] Режим самовоздействия типа (1.48) возможен для пучков ква-зинепрерывного (/r min / , У) и непрерывного излучений и характеризуется проявлением зон покоя при ориентации оси пучка по ветру или достижением на участке трассы линейной скорости сканирования, совпадающей по модулю и направлению с боковым ветром. Самовоздействие пучка в указанных случаях наиболее существенно, так как унос тепла за счет относительного движения среды и пучка отсутствует и газовая линза формируется механизмами теплообмена следующего порядка малости. В условиях реальной атмосферы — это механизм турбулентной температуропроводности с характерным временем /off. [c.28] Отметим, что при периоде следования импульсно-периодического излучения /г— (3/2) возможен эффект подфокусировки подветренной части пучка тепловым профилем предшествующего лазерного импульса. В случае (1.51) при гиперзвуковых линейных скоростях сканирования пучка в пространстве (М 1) дефокусировка сохраняется в направлении, перпендикулярном направлению сканирования, в то время как по оси в направлении сканирования газовая линза становится фокусирующей. [c.29] В случае (1.50), в области перехода от дозвукового к сверхзвуковому сканированию ( М—1 - 0), возникает аномальное накопление гидродинамических возмущений показателя преломления. Нелинейные искажения структуры пучка в данном случае существенно возрастают, как и в случаях ветровых зон покоя вида (1.48). [c.29] При отсутствии сканирования или бокового ветра асимметрия газовой линзы может обусловливаться неоднородным нагревом пучком без центра симметрии или эффектом фотоабсорбционной конвекции в области лазерного нагрева со скоростью 3-f--ьЗО см с (характерное время tg Rolvg). [c.29] для пучка когерентного излучения СОг-лазера на основном изотопе (Rk = Roj Х=10,6 мкм) на уровне моря для стандартных метеоусловий получаем, что 1 п 160 Дж. [c.30] Из сравнения (1.55) — (1.60) с учетом (1.61) видно, что при фиксированной энергетике пучка тепловое самовоздействие наиболее существенно в режимах (1.56) и (1.57) соответствующих зонам покоя на трассе распространения. [c.30] Для нестационарных режимов (1.46) и (1.47) самодефокуси-ровка пучка проявляется в большей степени в случае (1.47). [c.30] Вернуться к основной статье