Флуктуации интенсивности оптического излучения в турбулентной атмосфере

ГЛАВА 5. ФЛУКТУАЦИИ ИНТЕНСИВНОСТИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ТУРБУЛЕНТНОЙ АТМОСФЕРЕ [c.84]

При экспериментальных исследованиях аэрозольного ослабления в реальной атмосфере необходимо иметь в виду еще один фактор ослабления интенсивности оптических пучков. Этим фактором является рассеяние оптического излучения турбулентными неоднородностями атмосферы, которое приводит к деформации узкого пучка за счет флуктуаций амплитуды и фазы волны. При малой приемной апертуре, не обеспечивающей полный перехват пучка, расширение последнего будет эквивалентно дополнительному затуханию его интенсивности. При этом в частном случае слабой турбулентности и горизонтальных трасс затухание средней интенсивности с расстоянием можно приближенно описать экспоненциальным законом [12 [c.150]

В данной главе эффекты, возникающие вследствие корреляции прямой и обратной волн, рассматриваются в зависимости от интенсивности турбулентности на трассе, размера рассеивающих тел, свойств отражающей поверхности и угловой расходимости освещающих отражатели пучков света. Приводятся экспериментальные данные по исследованию эффектов усиления обратного рассеяния и флуктуаций интенсивности оптических волн, полученные как в условиях искусственной турбулентности, так и в реальной атмосфере. Ряд вопросов, связанных с распространением излучения на локационных трассах, остался за пределами материала главы. В частности, не рассмотрены результаты исследований усредняющего действия приемной апертуры на флуктуации отражающего сигнала, рассеяния волн естественным аэрозолем в условиях турбулентной атмосферы, отражения от реальных шероховатых поверхностей. С этими результатами можно ознакомиться, например, по работам [6—8, 15, 17—20, 22, 25, 31, 36, 38, 39, 42]. [c.164]

Рассеяние оптического излучения системой частиц всегда представляет собой статистический процесс. Естественным результатом этого процесса являются флуктуационные явления для прямого и рассеянного излучения, которые наблюдаются как частотное уширение интенсивности (результат флуктуаций рассеянного поля), как пространственные флуктуации интенсивности (спекл-структура) или как временные флуктуации интенсивности прямого и рассеянного излучения. Все эти наблюдаемые флуктуации поля или интенсивности рассеянного системой частиц излучения сопровождаются в земной атмосфере дополнительными флуктуациями параметров волны за счет флуктуаций показателя преломления атмосферного воздуха, обусловленных его турбулентными неоднородностями. [c.214]

В главах 1 и 2 книги содержатся сведения о турбулентных флуктуациях показателя преломления и методах теории распространения электромагнитных волн оптического диапазона в случайно-неоднородных средах. Специальный раздел посвящен методам решения задач на локационных трассах. В главах 3—6 излагаются результаты экспериментальных и теоретических исследований статистических характеристик поля пучков оптического излучения, распространяющегося в турбулентной атмосфере на связных трассах. Анализируются средняя интенсивность, когерентность, пространственно-временная структура флуктуаций фазы и интенсивности излучения, случайная рефракция оптических пучков в зависимости от турбулентности на трассе и параметров приемной и передающей оптических систем. В главах 7 и 8 рассматриваются результаты исследований распространения лазерного излучения на локационных трассах. Дается последовательный теоретический анализ влияния интенсивности турбулентности, свойств отражающей поверхности и параметров лазерного источника, отражателя и приемника на эффекты, обусловленные корреляцией встречных волн. Систематизируются результаты экспериментальных исследований распространения лазерного излучения на трассах с отражением в турбулентной атмосфере. В главе 9 описаны методы и аппаратура лазерного зондирования атмосферной турбулентности. [c.6]

В данной главе дается краткое описание методов, получивших наиболее широкое применение в задачах распространения оптического излучения в турбулентной атмосфере. Рассматриваются вопросы теории распространения волн на трассах с отражением в случайно-неоднородных средах. Излагаются способы построения асимптотических решений уравнений для статистических моментов поля в характерных по турбулентным условиям случаях слабых и сильных флуктуаций интенсивности. Здесь же приведены сведения о моделях лазерных источников и отражающих поверхностей, применяющихся при анализе влияния турбулентности атмосферы на оптическое излучение. [c.18]

При исследовании распространения оптического излучения на неоднородных трассах в турбулентной атмосфере в выражении для средней интенсивности (3.21) необходимо сохранять зависимость структурной характеристики флуктуаций диэлектрической проницаемости С от расстояния. В этом случае функция [c.53]

Влияние мультипликативных помех (фединг). При распространении оптического излучения в турбулентной атмосфере флуктуации показателя преломления атмосферы приводят к флуктуациям интенсивности оптического излучения на входе приемника. Кроме того, изменения интенсивности оптического излучения на входе приемника могут происходить вследствие относительного перемещения приемника и передатчика в случае их расположения на движущихся объектах. Очевидно, что наличие мультипликативных помех или фединга будет оказывать определенное влияние на эффективность оптической КИПМ системы связи. [c.146]

Мы проанализируем здесь возможность определения величины С (г) по измерениям дисперсии пульсаций логарифма интенсивности излучения распространяющейся монохроматической оптической волны при дистанционном зондировании турбулентной атмосферы светом от звезды с борта космического аппарата, основываясь на фундаментальных принципах теории распространения электромагнитных волн в турбулизованной атмосфере (Обухов, 1953 Татарский, 1967 Гурвич, 1968 Рытое и др., 1978). Мы будем опираться на эти работы при использовании результатов расчета флуктуаций амплитуды (и фазы) плоской монохроматической волны на основе решения волнового уравнения методом малых и плавных возмущений (МПВ). [c.294]

Исследование спектра турбулентности на основе изложенной методики проведено в [40]. Эксперимент проводился в атмосфере на горизонтальной трассе длиной 1 = 110 м. Высота трассы над подстилающей поверхностью составляла 1,5 м. Излучение Не— Ne-лaзepa (ЛГ-36, длина волны Я = 0,63 мкм) формировалось в два одинаковых коллимированных пучка с выходным диаметром = 2 см (по уровню интенсивности е от максимальной). Пучки разносились в горизонтальном направлении (ось у) с шагом = = 0,05 м до значения т=1,1 м. В плоскости приема с помощью цифрового оптического фазометра (см. гл. 4) регистрировались флуктуации разности фаз между центрами пучков. Реализации разности фаз длительностью Г = 50 с (объем выборки 4000 отсчетов) использовались для оценки структурной функции фазы Оз у), связанной с корреляционной функцией В8 у) (9.15) соотношением [57, 61 [c.223]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...