Фокусировка в неоднородной среде

Фактором фокусировки Р в гидроакустике называется отношение интенсивности поля /(/ ) в неоднородной среде в точке, удаленной на расстояние / от источника звука, к интенсивности /д в однородной среде на том же расстоянии / от источника [c.102]

МЕРЦАНИЯ РАДИОВОЛН — вариации интенсивности радиоволн во времени, вызванные случайными неоднородностями среды (показателя преломления и) явление, аналогичное мерцанию звёзд. М. р. возникают в результате фокусировки, дифракции, а также интерференции радиоволн, рассеянных разными неоднородностями. На рис. изображено возникновение амплитудных флуктуаций за тонким непоглощающим слоем с неоднородностями (случайным фазовым экраном), за к-рым появляются случайные искажения фазового фронта волны, обусловленные флуктуациями её фазы s [c.100]

С помощью обращения волнового фронта в нелинейной среде возможно решение актуальной проблемы получения мощного излучения с предельно малой расходимостью от лазеров с оптически неоднородными усиливающими средами. Случайные неоднородности искажают волновой фронт и ухудшают направленность лазерного излучения. Улучшение направленности излучения мощных лазерных систем может быть достигнуто по следующей схеме. Пучок света с дифракционной расходимостью от маломощного задающего лазера проходит через мощный усилитель с активной средой низкого оптического качества, значительно увеличивая при этом свою расходимость. После обращения волнового фронта в кювете с нелинейной средой излучение вновь проходит через тот же усилитель в противоположном направлении. При этом одновременно с дальнейшим увеличением интенсивности происходит компенсация искажений волнового фронта и выходящее излучение имеет близкую к предельной направленность. Таким методом можно решить задачу фокусировки мощного излучения в предельно малом объеме. [c.502]

Фокусировка лучей при волноводном распространении в слоисто-неоднородной среде. [c.231]

Найти фактор фокусировки звука в слоисто-неоднородной среде с постоянным градиентом скорости звука (см. (1.12.1)). [c.103]

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ АКУСТИКА — упрощённая теория распространения звука, пренебрегающая дифракционными явлениями (см. Дифракция звука). Г. а. основана на представлении о звуковых лучах, вдоль каждого из к-рых звуковая энергия распространяется независимо от соседних лучей. В однородной среде звуковые лучи — прямые линии. Г. а. позволяет рассматривать образование звуковых теней позади препятствий, отражение и преломление лучей на границе между средами или на границе между средой и препятствием (см. Отражение звука, Преломление звука), фокусировку Звука акустич. линзами и зеркалами, рефракцию лучей в неоднородных средах, рассеяние звука в статистически-неоднородных средах с крупномасштабными неоднородностями и т. д. Расчёт звуковых полей при помощи Г. а. даёт удовлетворительную точность только при длине волны звука, достаточно малой по сравнению с характерными размерами параметров задачи (как, напр., размерами препятствия, фокусирующей линзы). Г. а. неприменима или даёт значительную погрешность в областях, где вследствие волновой природы звука существенны дифракцион- [c.77]

Амплитуда рефрагированной волны Ро1о вначале растет, а затем плавно спадает с расстоянием. Это объясняется уменьшением длины луча и уменьшением затухания в слое О приувеличении дальности выхода луча рефрагированной волны и наличием фактора фокусировки лучей неоднородной средой в слое I. [c.210]

Из полученного значения < п> > пп сразу следует возможность самофокусировки лазерного излучения, предсказанной Г. Г. Аска-рьяном в 1962 г. и вскоре обнаруженной в эксперименте. Действительно, равенство (4.52) показывает, что если через какую-либо среду (твердое тело или жидкость с определенными свойствами ) проходит интенсивный пучок света, то он делает эту среду неоднородной — в ней как бы образуется некий канал, в котором показатель преломления больше, чем в других ее частях. Тогда для лучей, распространяющихся в этом канале под углом, большим предельного, наступает полное внутреннее отражение от оптически менее плотной среды ( см. 2.4) и наблюдается своеобразная фокусировка излучения. Наиболее интересен случай, когда подбором входной диафрагмы для данного вещества удается установить такой диаметр канала 2а, что дифракционное уширение >L/(2a) (см. 6.2) компенсирует указанный эффект и в среде образуется своеобразный оптический волновод, по которому свет распространяется без расходимости. Такой режим называют самоканализацией (самозахватом) светового пучка (рис. 4.21). Весьма эффектны такие опыты при использовании мощных импульсных лазеров, излучение которых образует в стекле тонкие светящиеся нити. Однако в газообразных средах самофокусировка не имеет места, что существенно ограничивает возможность использования этого интересного явления. [c.169]

Соотношения (6.15) и (6.18) оказались полезными для решения сложных задач о распространении света в оптически неоднородной среде. В более простых случаях обычно оказывается достаточным использование только законов отражения и преломления света. При этом для описания условий фокусировки световых пучков и построения изображений применяют некоторые приемы, которые упрощают решение типовых задач. В развитие геометрической оптики суштетвенный вклад внес знаменитый [c.277]

ЛУЧЕВАЯ ПРбЧНОСТЬ — способность среды или элемента силовой оптики сопротивляться необратимому изменению оптич. параметров и сохранять свою целостность при воздействии мощного оптич. излучении (папр., излучения лазера). Л. п. при многократном воздействии часто наз. лучевой стойкостью. Л. п. определяет верх, значение предела работоспособности элемента силовой оптики. Понятие Л. п. возникло одновременно с появлением мощных твердотельных лазеров, фокусировка излучения к-рых в объём или на поверхность среды приводила к её оптическому пробою. Л. п. численно характеризуется порогом разрушения (порогом пробоя) q — плотностью потока оптич. излучения, начиная с к-рой в объёме вещества или на его поверхности наступают необратимые изменения в результате выделения энергии за счёт линейного (остаточного) или нелинейного поглощения светового потока, обусловленного много-фотонным поглощением, ударной ионизацией или возникновением тепловой неустойчивости. Первые два механизма реализуются в прозрачных средах, лишённых любого вида поглощающих неоднородностей, а также при микронных размерах фокальных пятен или предельно малых длительностях импульсов излучения. При этом Л. п. достигает очень больших значений 10 Вт/см . При значит, размерах облучаемой области оптич. пробой обусловлен тепловой неустойчивостью среды, содержащей линейно или нелинейно поглощающие неоднородности (ПН) субмикропных размеров. Рост поглощения в окружающей микронеоднородность матрице связан с её нагревом ПН. При этом в материалах с малой шириной запрещённой зоны увеличивается концентрация свободных электронов, а в широкозонных диэлектриках происходит тер-мич. разложение вещества. <7 11, [c.615]

МЕРЦАНИЙ МЕТОД — метод определения параметров турбулентной среды и источника, к-рым просвечивается среда, на основе измерения статистич. характеристик флуктуаций потока излучения, вызванных модуляцией волн неоднородностями показателя прело.м-ленин. Метод базируется на теории распространения волн в средах с ноказателем ореломления, являющимся случайной ф-цией координат г (см. Распространение радиоволн в случайно неоднородных средах). Развитие возмущений поля волны начинается с развития фазовых возмущений, затем эффекты фокусировки, дифракции и интерференции приводят к появлению флуктуаций потока — мерцаниям (см. Мерцания радиоволн). Различают два режима мерцаний режим слабых и режим сильных (насыщенных) мерцаний. Движение среды относительно луча зрения преобразует пространств, флуктуации во временные. [c.99]

Наряду с взаимодействием волн в Н. с. важную роль играют эффекты самовоздействия. Если в Н. с, в силу особенностей дисперсионных характеристик условия трёхволнового взаимодействия не выполнены, то наиб, существенным является самовоздействие квазимонохроматич. волны. Оно возникает, напр., при распространении эл.-магн. волны в среде с показателем преломления, зависящим от интенсивности поля. В частности, пучок света в такой среде формирует неоднородное поперёк пучка распределение показателя преломления, подобное линзе, что в свою очередь может приводить к его фокусировке — происходит самофокусировка света. Аналогично возникают самомодуляция квазимонохроматич. волн в направлении их распространения и самосжатие волновых пакетов, приводящее к образованию стационарных волн огибающих нелинейных волновых пакетов, в т. ч. солитонов. [c.313]

Для осуществления ОВФ не обязательно использовать светопровод, применение которого часто ограничивается лучевой стойкостью. Снекл-неоднородное излучение может просто рассеиваться в неограниченной среде. Однако при этом из-за естественной угловой расходимости 0 пороги ВРМБ будут очень высоки. Для их снижения применяют фокусировку излучения в объем рассеивающей среды. Условия реализации ОВФ при фокусировке принципиально не отличаются от условий в светопроводе. Различие заключается лишь п изменении количественных требований на угловую расходимость пучка. Это связано с тем, что в отличие от светопровода при ОВФ с( )окусировапных пучков важную роль играют дифракционные потери обращенной к накачке стоксовой волны и зависимость коэффициента бриллюэновского усиления от поперечной координаты. Оптимальная структура обращенного поля устанавливается на основе баланса между процессами дифракции и усиления. Для сфокусированных пучков условия реализации э( х )екта ОВФ несколько ухудшаются по сравнению со светопроводом [27, 52] — превышение [c.165]

Для схемы ОВФ с фокусировкой спекл-неоднородного излучения в объем рассеивающей среды переход к режиму насыщения приводит к дополнительному увеличению точности ОВФ. Это связано с пространственным перемещением области преобразования энергии волны накачки в стоксову волну из зоны каустики в дофокаль-ную область. В этой области структура поля накачки, а значит и бриллюэновского усиления ближе к полю накачки на линзе, чем в ее фокусе, что приводит к улучшению воспроизведения излучения в ближней зоне. В эксперименте наблюдается некоторое возрастание Яу1.л и Яо с увеличением коэффициента отражения ВРМБ-зеркала У . Однако присутствие в отраженном излучении даже относительно небольшой доли необращенной компоненты (10—40 % по энергии [61—631) приводит к сильной изрезапности распределения в ближней. зоне с глубиной. модуляции (/ а —/т1п)//тах 1 — [c.168]

Сравнительно малая длина ультразвуковых волн является основой для того, чтобы рассматривать их распространение в ряде случаев методами геометрической акустики. Физически это приводит к лучевой картине распространения. Отсюда вытекают такие свойства У., как возможность геометрич. отражения и прелоилеппя, а также фокусировки. Практически эти свойства применяются для исследования мак]ю-скопич. неоднородности среды, в частности для определения дефектов [ультразвуковая дефектоскопия), а также для подводной акустич. локации (см. Гидро.ио-кация). [c.236]

Детальный анализ применимости ФПМГК в задачах распространения света в случайно-неоднородных средах [15, 72, 99, 100] (см. п. 2.3), а также проведенное здесь сравнение результатов ФПМГК (5.4), (5.7), (5.10) с имеющимися асимптотическими решениями уравнения (2.40) показывают, что в режимах плоской волны, фокусировки излучения и пространственно ограниченного пучка ФПМГК приводит к существенной погрешности при расчете флуктуаций интенсивности. В то же время полученные в этом приближении результаты [7, 11, 12, 14] позволяют провести наглядный анализ поведения дисперсии и пространственной корреляции интенсивности не только в крайних случаях слабых (Р < [c.88]

Малость длины волны обусловливает лучевой характер распространения УЗ-вых волн. Даже при относительно небольшой величине характерного размера D параметр Р для среднего и высокочастотного диапазонов УЗ невелик, из чего следует, что вблизи излучателя УЗ-вые волны распространяются в виде пучков, поперечный размер к-рых сохраняется близким к размеру излучателя. Попадая на крупные препятствия или неоднородности в среде, такой пучок (УЗ-вой луч) испытывает регулярное отражение и преломление. При попадании УЗ-вого луча на малые препятствия или дефекты возникает рассеянная волна, что позволяет обнаруживать в среде весьма малые неоднородности, порядка десятых н сотых долей мм. Отражение и рассеяние УЗ на неоднородностях среды позволяют формировать в оптически непрозрачных средах звуковые изображения предметов, используя звуковые фокусирующие системы (см. Фокусировка звука) тюдобно тому, как это делается с помощью световых лучей. Сам процесс фо- [c.10]

К сожалению, возможности наземной сейсморазведки для изучения залежей в таких условиях часто ограничены из-за волновых эффектов, деформирующих сигнал. Среди причин, вызывающих искажения сигналов от неоднородностей вмещаю-щей и покрывающей толщ, наиболее существенными являются есинфазное суммирование из-за негиперболических годогра-фов отраженных волн, а также явления фокусировки и потери энергии на прохождение волн через неоднородность. [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...