Слабые флуктуации интенсивности

Для количественного описания той низкочастотной области спектра, которая обусловлена рассеянием на турбулентных неоднородностях, естественно воспользоваться формулами из теории распространения оптических волн в турбулентной атмосфере. Такие формулы для различных экспериментальных условий были получены и обоснованы в фундаментальных исследованиях В. И. Татарского, А. С. Гурвича, В. Л. Миронова и ряда других авторов. В общем случае сложные формулы требуют численного расчета для конкретных экспериментальных условий. Только для некоторых частных случаев удается записать в аналитическом виде асимптотические приближения. В частности, простые асимптотические разложения имеют место в области слабых флуктуаций интенсивности для функции спектральной плотности И (/) [10] [c.233]

В области слабых флуктуаций интенсивности (Р <1), когда турбулентные искажения функции Г4 малы, удобно в качестве [c.27]

Как показано в [33], метод статистических испытаний позволяет получать результаты, хорошо согласующиеся с результатами метода геометрической оптики и метода плавных возмущений в области слабых флуктуаций интенсивности. [c.29]

Получаемые с использованием метода плавных возмущений результаты относятся к области слабых флуктуаций интенсивности. [c.33]

Из формулы (5.21) следует, что масштабом пространственной корреляции слабых флуктуаций интенсивности пространственно ограниченного гауссова пучка является дифракционный размер пучка 2ag. Этот результат согласуется с результатами метода плавных возмущений 47, 72]. При переходе к плоской волне (0->оо) выражение (5.21) переходить формулу [c.98]

Из формул (5.32) и (5.34) следует, что слабые флуктуации интенсивности характеризуются масштабом корреляции, равным [c.104]

Результаты экспериментальных исследований влияния вариаций скорости ветра на слабые флуктуации интенсивности света в турбулентной атмосфере представлены в работе [76]. Синхронные измерения проводились с идентичными источниками сферической волны на двух взаимно перпендикулярных трассах, когда относительно одной из них направление ветра было близким к поперечному, а относительно другой — к направлению распространения излучения (рис. 5.13). Это позволило получить в одном [c.113]

Из рис. 5.21 видно, что уровень характерной для слабых флуктуаций интенсивности пространственно ограниченных когерентных пучков отрицательной корреляции (см. рис. 5.6) с ухудшением когерентности источника уменьшается, а область положительной корреляции возрастает. При переходе от когерентного источника к некогерентному в условиях сильных флуктуаций (рис. 5.22) происходит увеличение уровня остаточной корреляции, опреде- [c.128]

Рис. 5.21. Коэффициент пространственной корреляции слабых флуктуаций интенсивности частично когерентного излучения.

При разнесении точек наблюдения на расстояние функция корреляции слабых флуктуаций интенсивности при- [c.165]

Слабые флуктуации интенсивности [c.170]

Рис. 7.2. Относительная дисперсия слабых флуктуаций интенсивности коллимированного пучка при отражении строго назад.

Зависимость отношения 01 в/0х(2Ь) от расстояния Н между приемником и источником сферической волны приведена на рис. 7.9 при значениях параметра Po(2L) =0,5. Крайняя левая экспериментальная точка на графике соответствует значению / = = 3 мм. Сплошная линия — расчет по формуле (7.28). Вертикальные отрезки — разброс экспериментальных данных. Видно, что для слабых флуктуаций интенсивности усиление локализовано в области, определяемой радиусом первой зоны Френеля. [c.188]

Пространственно-временная структура флуктуаций интенсивности отраженного излучения также имеет ряд особенностей по сравнению со случаем распространения только в одном направлении. В частности, при рассеянии на точечном отражателе независимо от дифракционных параметров падающего пучка пространственная корреляция интенсивности сохраняется при бесконечно большом удалении точек наблюдения друг от друга. При этом уровень остаточной корреляции зависит от способа разнесения точек наблюдения. Впервые на существование этого эффекта было указано в работе [16], где конкретный расчет уровня остаточной корреляции был проведен для случая рассеяния сферической волны на точечном отражателе в условиях слабых флуктуаций интенсивности. [c.189]

При произвольных значениях дифракционного параметра выходной апертуры для уровня остаточной корреляции слабых флуктуаций интенсивности гауссова пучка, рассеянного точечным отражателем в обратном направлении, имеем результаты [11, 14] [c.189]

Рис. 7.10. Коэффициент пространственной корреляции слабых флуктуаций интенсивности (отражатель — зеркало).

Из анализа формулы (7.30) и результатов расчета на рис. 7.11 следует, что, в отличие от случая отражения от безграничного зеркала, пространственная структура слабых флуктуаций интенсивности отраженного от уголка больших размеров излучения существенно статистически неоднородна. Если при несимметричном разносе точек наблюдения (К = р/2) корреляция убывает до нуля, то при их осесимметричном разнесении происходит убывание корреляционной функции до уровня, определяемого величиной [c.190]

Из (3.4.3) следует, что требованием слабого вклада флуктуаций интенсивности в угловую расходимость пучка служит неравенство [c.89]

Рис.2.4.6. Корреляционные функции интенсивности (Р0 корреляции для слабых флуктуаций).

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]

Построение асимптотических решений уравнения для Г4 в предельных случаях слабых и сильных флуктуаций интенсивности [c.26]

Подставляя (2.44) в (2.41) с использованием (2.45) при -< 1 или (2.46) при р 1 и интегрируя получающееся интегральное уравнение, удается найти асимптотические выражения для Г4, соответствующие случаям слабых и сильных флуктуаций интенсивности. [c.28]

Поэтому для анализа статистических характеристик поля отраженного излучения были развиты [3, 4, 12, 74] асимптотически строгие методы решения уравнений для локационной функции Грина второго и четвертого порядков в предельных случаях слабых и сильных флуктуаций интенсивности поля световой волны. Суть этих методов заключается в построении [12] по аналогии с тем, как это делалось в п. 2.2, интегральных уравнений для <02> и <04>, эквивалентных дифференциальным уравнениям (2.68) при п = 1 и п = 2, и последующем интегрировании этих интегральных уравнений. [c.36]

Таким образом, результаты построения асимптотических решений уравнений для <02> и <04> позволяют провести анализ влияния турбулентности атмосферы на отраженное лазерное излучение в характерных по условиям распространения случаях слабых (Р < 1) и сильных ( 32 >1) флуктуаций интенсивности. [c.38]

Рисунок 5.2 дает наглядное представление о зависимости флуктуаций интенсивности на оси коллимированного пучка от числа Френеля передающей апертуры. Здесь представлены экспериментальные данные для а/ в области слабых [89] и сильных 19, 82] флуктуаций интенсивности. Видно, что в области насыщения (Р > 1) имеется хорошо выраженный максимум О/ при значениях параметра 0 1. Зависимость а/ от О при слабых флуктуациях качественно иная в этом случае при Q l дисперсия интенсивности минимальная. Представленные на рис. 5.2 теоретические результаты удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. [c.91]

В ряде приложений, например при оценке эффективности атмосферных оптических линий связи [31, 69], при разработке методов определения скорости ветра и ее флуктуационной составляющей [4, 5, 18, 57, 108], требуется знать поведение простран-ственно-временных характеристик флуктуаций интенсивности световых полей при одновременном разносе точек наблюдения как в пространстве, так и во времени. Результаты изучения простран-ственно-временных корреляционных функций интенсивности в области слабых флуктуаций представлены в [57, 82]. Исследование этой характеристики в области насыщения флуктуаций проведено в [4]. [c.118]

Теоретический анализ флуктуаций интенсивности частично когерентного излучения проводился в работах [8, 10, 36, 55, 102, 103, 112, 121, 122] с использованием различных подходов. В дальнейшем изложении будем основываться на работах [8, 10], где с помощью асимптотического решения уравнения (2.40) наиболее последовательно рассмотрено влияние неполной пространственной когерентности источника на дисперсию и пространственную корреляцию интенсивности в предельных случаях слабых и сильных флуктуаций и проведено сравнение с имеющимися экспериментальными данными [26, 27, 37, 78, 84, 109]. [c.125]

Г4(х, р4) в случаях слабых (Р < 1) и сильных (Р >1) флуктуаций интенсивности по той же схеме, что и в п. 2.2.2. Рассчитаем среднюю интенсивность частично когерентного излучения в турбулентной атмосфере по формуле (3.21). Тогда для относительной дисперсии интенсивности на оси гауссова пучка частично когерентного излучения получим [c.125]

При реализации на трассе условий слабых флуктуаций относительное среднее квадратическое отклонение интенсивности 01 растет с увеличением параметра Ро- При значениях Ро 1 рост флуктуаций прекращается, и при Ро- оо относительная дисперсия насыщается на уровень, определяемый выражением [c.132]

Выражение для модуля комплексной степени когерентности сферической волны, отраженной ламбертовской поверхностью, отличается от соответствующего выражения для точечного отражателя, как и в случае слабых флуктуаций интенсивности, лишь наличием множителя ехр (—ЙгР /4). Следовательно, при выполнении [c.173]

Отметим, что в области слабых флуктуаций интенсивности уровень амплитуды имеет гауссовское распределение вероятностей. Поэтому формула (4.7) справедлива в этой области. Рассмотрим теперь дисперсию интенсивности плоской вол1П.1. Для нее имеем [c.283]

Одно из таких приближений предложили Каули и Иидзима (1001 можно также использовать и приближенные выражения, полученные Каули [102—104]. При этом предполагается, что для высокого пика проектируемого потенциала интенсивность изображения уже не будет линейно возрастать с величиной 0ф(лг, у), а с ростом максимального значения аср(х, у) будет стремиться с возможными слабыми флуктуациями к некоторому постоянному предельному значению. [c.306]

Путем построения ряда Неймана полученного интегрального уравнения и вычисления членов этого ряда удается установить, что ФПМГК в предельных случаях слабых и сильных флуктуаций интенсивности дает асимптотически строгое описание флуктуаций интенсивности в сфокусированных пучках, если их фокусировка осуществляется апертурами, размер 2а которых удовлетворяет условию Й = при и при Усло- [c.32]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...