Обратные задачи излучения

Обратные задачи излучения [c.305]

Решение. Обратная задача излучения состоит в определении [c.305]

Показать в общем виде, что одномерная обратная задача излучения единственного решения не имеет. [c.306]

Э-.2.4. Гармонические во времени источники в двумерном пространстве распределены равномерно внутри круга радиусом Рассчитать поле, проанализировать результат с точки зрения возможностей решения обратной задачи излучения. [c.307]

Для решения обратной задачи излучения было осуществлено аналитическое продление измеренного поля на все пространство. Затем в области, где, по предположению, должен находиться излучатель, к продленному полю применен оператор Даламбера. Тем самым был определен источник = о р. Как соотносится с истинным источником измеренного поля [c.308]

Решение. Если два разных излучателя и F создают одинаковые внешние поля, то F - F есть "неизлучающий излучатель". Существование последнего является необходимым и достаточным условием неединственности решения обратной задачи излучения. Покажем, что рассматриваемый транспарант не может быть неизлучающим. Пространственный спектр этого источника [c.314]

Обратная задача излучения имеет единственное решение в классе излучателей, для которых f( ) 0 в точках = о) Сд на сфере Эвальда. [c.315]

Обратные задачи излучения и рассеяния в борновском приближении сводятся к решению уравнения Фредгольма 1-го рода, относительно источников / или рассеивающей неоднородности е. Объяснить, почему, вообще говоря, решение обратной задачи рассеяния единственно, а задача восстановления излучателя I не имеет единственного решения [c.331]

Принципиальный подход к решению задачи заключается в использовании количественной дифференциальной информации о поле обратно рассеянного излучения. [c.141]

В последние годы успешно развивается лазерная диагностика потоков, представляющая собой совокупность методов решения обратной задачи взаимодействия лазерного излучения с исследуемой средой. В этих методах лазерный пучок можно рассматривать в качестве зонда с параметрами амплитудой, фазой, частотой, состоянием поляризации и направлением распространения. При взаимодействии его со средой может измениться любой из этих параметров. [c.228]

Прежде всего, подчеркнем еще раз преимущества и недостатки каждого из рассмотренных выше подходов. Точный численный метод рекуррентных соотношений позволяет легко рассчитать коэффициент отражения от произвольной многослойной структуры для любых длин волн падающего излучения и любых углов падения, если только известны геометрические параметры / и Р и состав МИС. В то же время решение этим методом обратной задачи, т. е. нахождение оптимальных геометрических параметров и состава МИС для получения, например, максимально возможного коэффициента отражения, представляет собой громоздкую и далеко не очевидную процедуру. Связано это с тем, что коэффициент отражения, рассматриваемый как функция длины волны Я и угла падения (р, даже в случае полубесконечной периодической структуры зависит от большого числа параметров Ке е , 1т е , Ке 1т / и р. [c.88]

Большинство рассматриваемых в данной главе методов определения шероховатости дают информацию о микроструктуре поверхности, по которой можно судить о качестве зеркал в рабочем диапазоне лишь косвенно, привлекая теорию рассеяния. В отличие от них метод измерения интегрального и дифференциального рассеяния рентгеновского излучения дает прямую информацию о характеристиках рассеяния и, следовательно, о качестве зеркал. Решая обратную задачу, с помощью теории рассеяния можно оценить параметры шероховатости. [c.238]

Во Вторых, отсутствие надежной, унифицированной элементной базы, позволяющей в разработке и конструировании лазера как прибора использовать то общее, что присуще любому типу лазеров (например, юстировочные узлы зеркал резонаторов и активных элементов, всякого рода подвижки и т. д.). Поэтому процесс разработки лазера как прибора на сегодняшний день — это дорогостоящий процесс моделирования, иногда граничащий с искусством. Если учесть тот факт, что уже сегодня многие прикладные задачи требуют от лазеров и лазерных систем заданных характеристик излучения (временная и пространственная структура излучения при соответствующем уровне энергетических характеристик), то совершенно очевидно, что необходимо искать другие, более совершенные, чем существующие, методы расчета и проектирования лазеров. Такими методами в ближайшем будущем должны стать методы расчета и проектирования лазеров и лазерных систем, построенные по принципу прямых и обратных задач с реализацией этих задач при помощи ЭВМ. Под прямой задачей разработки и конструирования лазера мы будем понимать задачу определения выходных характеристик лазера или лазерной [c.4]

Многочисленные прикладные задачи предъявляют к газовым лазерам самые разнообразные требования, а именно широкая перестройка по энергетическим параметрам и частоте излучения стабилизация временных и пространственных характеристик излучения и т. д., которые трудно обеспечить в одном приборе. Возникает необходимость в разработке целого ряда приборов с определенными характеристиками, создание каждого из которых является совершенно самостоятельным исследованием для конструктора. Математическое моделирование таких разработок с использованием ЭВМ наиболее перспективно вести методом обратных задач. В обратной задаче при разработке газового лазера определяются конструктивные параметры этого прибора, обеспечиваюш.ие [c.104]

При не слишком больших интенсивностях и энергиях излучения нелинейность свойств усиливающей среды не проявляется — режим усиления можно считать линейным. При использовании дополнительных упрощающих условий (однородное поперечное распределение излучения, плоский волновой фронт и т. д.) уравнения, описывающие усиление, могут решаться аналитически и применение ЭВМ нецелесообразно. Режим линейного усиления импульсов сравнительно подробно был исследован в ряде работ [52]. Более интересным и сложным для теоретического исследования является усиление импульсов большой интенсивности, когда существенными становятся нелинейные свойства среды и характеристики выходного излучения определяются значительным нелинейным взаимодействием излучения с нелинейной усиливающей средой. В этом случае можно рассматривать две основные задачи 1) определение характеристик излучения на выходе по заданным характеристикам излучения на входе и известным параметрам среды (прямая задача) 2) определение параметров среды по известным характеристикам излучения на входе и измеренным характеристикам излучения на выходе (обратная задача). [c.185]

Кирхгофа для уравнения Гельмгольца является неединственность решения обратной задачи излучения (5 —поверхность, охватыва-юшая источники и отделяющая их от точки наблюдения г, п — внешняя нормаль к поверхности, С(ш, г-г )—функция Грина). [c.309]

В разделе 9.1 найден ряд интегральных операторов, обратных дифференциальным волновым гельмгольциану, даламбериану, дифференциально-матричному оператору уравнений линейной акустики. По построению эти операции эквиваленты дифференциальные операторы переводят поля в источники, интегральные—источники в поля. Взаимнооднозначны ли эти преобразования Как понимать неединственность решения обратной задачи излучения в терминах операторных преобразований "поля-источники" и "источники-поля" [c.310]

Не менее сложным остается вопрос о правильной оценке т е м-пературы дисперсного потока в качестве расчетной для лучистого теплообмена. В [Л. 130] для псевдоожиженного слоя предлагается выбирать температуру ядра, предполагая небольшим поперечный (по каналу) градиент температур частиц. В Л. 66] применяется среднеарифметическое значение входной и выходной температур, а в [Л. 201] приближенно решается обратная задача — расчет температуры нагрева дисперсного потока при конвективно-лучистом теплообмене. В этом случае на основе теплового баланса при предположении, что газ лучепрозрачен, режим стационарен, расчетная поверхность излучения Рст. [c.271]

При использовании ультразвука и электромагнитного излучения оптического, инфракрасного и радиоволнового диапазонов для реконструкции изображений необходимо решение обратных задач с интегралами не вдоль прямолинейных траекторий, а вдоль криволинейных, что значительно усложняет процессы вычислений, но устраняет необходимость применения для диагностирования опасных для человека ра-диационньгх излучений и соответствующей защиты от них. Переход к типовым модульным сканерным системам, более широкому использованию спецпроцессоров и замена Минина мшсроЭВМ, позволит создать транспортабельные и переносные ВТ, построенные на различных физических принципах для разных условий эксплуатации машин. [c.228]

При решении задачи любой геометрии вычисляют вклад в точку детектирования Р излучения от элементарного источника дЗ, рассеянного от элементарного участка рассеивающей поверхности /5рас, затем интегрированием по всей поверхности источника, видимой из элемента дЗрас и по всей поверхности рассеивателя рас, видимой нз точки детектирования, определяют полную компоненту обратно рассеянного излучения. [c.141]

Промышленная рентгеновская вычислительная томография (ПРВТ) — новый высокоэффективный метод радиационного контроля, удачно сочетающий информационные достоинства рентгеновского излучения с последними достижениями вычислительной математики и цифровой техники в решении обратной задачи интроскопии. [c.399]

К задачам лучистого теплообмена может относиться определение потоков различных видов излучения по заданным температурам, оптическим свойствам поверхностей тел, их геометрической форме и размерам (прямая задача) определение температур поверхностей тел по заданным потокам излучения, оптическим и геометрическим свойствам тел (обратная задача) решение смешанных задач, когда для одних тел излучаюш,ей системы заданы потоки излучения, а для других — температуры и необходимо найти для некоторых тел температуры, а для других —лучистые потоки. Здесь будут рассматриваться лишь прямые задачи. В этих задачах наиболее важное практическое значение имеет определение потоков результирующего излучения. [c.378]

Одной из наиб, полных характеристик поля, определяемых экспериментально, является функция пространственно-временного распределения числа отсчётов р(п,Т) — вероятность реализации точно п фотоотсчётов в интервале времени Т. Эта характеристика содержит в себе скрытую информацию о корреляторах пронз-вольно высоких порядков. Выявление скрытой информации, в частности определение ф-ции распределения интенсивности излучения источником, составляет предмет т. н. обратной задачи счёта фотонов в К- о. Счёг фотонов —эксперимент, имеющий принципиально квантовую природу, что отчётливо проявляется, когда интенсивность I регистрируемого поля не флуктуирует. Даже в этом случае его действие вызывает случайную во времени последовательность фотоотсчётоа с Пуассона распределением [c.294]

МУЛЬТИПОЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ -излучение, обусловленное изменением во времени мультипольных моментов системы. Излучение огранич. системы источников представляет собой расходящиеся сферич. волны, так или иначе промодулированеые по угл. переменным. Его анализ естеств. образом приводит к разложению излучаемого поля по полному набору сферических функций, обладающих определ. угл. зависимостью. При этом сама система источников, описываемых ф-циями координат (г) и времени (i), может быть представлена в виде набора вполне определ. конфигураций излучателей — мультиполей. Отд. мультиполи как источники излучения характеризуются только ф-циями времени — мультипольными моментами. Их зависимость от времени связана как с внутр. динамикой системы, так и с пе-рем. внеш. воздействиями. Представление излучаемого системой поля в виде суперпозиции полей отд. мультиполей плодотворно не только в прямых задачах исследования поля излучения сложных источников, но и в обратных задачах восстановления свойств источников по характеристикам их излучения. [c.219]

В этой связи рядом авторов исследовался вопрос о влиянии эффекта рассеяния на перенос энергии излучения. Решение задачи обычно выполнялось на основе дифференциально-разностного приближения Шустера—Шварцшильда. Путем представления поля излучения, например для плоского слоя поглощающей и рассеивающей среды, в виде прямого и обратного потоков излучения было получено приближенное решение интегродифференциального уравнения переноса излучения. Сущность метода, таким образом, состоит в определении интенсивностей излучения 1 (2я)+ и (2л )", осредненных по положительной и отрицательной полусферам. При этом задача сводится к решению системы двух обыкновенных дифференциальных уравнений для интенсивностей излучения /, (2я)+ и 4 (2л)-. [c.73]

Рассмотрим лучистое взаимодействие непрозрачных тел, образующих замкнутую систему ограниченных размеров с произвольным и непрерывным распределением оптических характеристик и температур. Исследование теплообмена излучением обычно сводится либо к определению полусферических плотностей излучения на поверхностях лучеобменивающихся тел по заданным температурным распределениям (прямая задача), либо же к отысканию температур по значениям радиационных потоков (обратная задача). Возможны также смешанные постановки задач. [c.493]

Предмет теории переноса излучения в атмосфере — исследование распространения солнечного и теплового излучения, определение его иптепсивпости и поля-эизациоппых характеристик в функции длины волны, пространственных, угловых координат, а в некоторых случаях и времени. На результаты теории переноса опираются разнообразные прямые и обратные задачи оптики атмосферы. [c.771]

Нелинейное уравнение Шредингера (НУШ) (5.1.1) принадлежит к специальному классу уравнений, которые можно точно решить, испо зуя метод обратной задачи рассеяния (ОЗР). Этот метод был открыт Гарднером и др. [37]. Захаров и Шабат [34] использовали его для решения НУШ данный метод стал важным инструментом в математической физике [1-5]. Метод ОЗР по духу похож на метод преобразования Фурье, который обычно используют для решения нелинейных уравнений в частных производных. Этот подход состоит в определении подходящей задачи рассеяния, потенциал которой и есть искомое решение. Значение поля входного излучения (z = 0) используется для получения начальных данных рассеяния, динамика которых вдоль оси Z легко находится из решения линейной задачи рассеяния. Поскольку метод ОЗР в деталях изложен во многих книгах [1 -5], мы лишь кратко опишем, как он используется для решения уравнения (5.1.1). [c.111]

Pi TeMbi при заданных конструктавных параметрах. В обратной задаче разработки необходимо определить конструктивные параметры лазера, обеспечивающие необходимые выходные характеристики излучения. И прямые, и обратные задачи должны включать в себя оптимизацию полученного решения прежде всего по конструкционно-технологическим и экономическим параме трам. Конечной целью этих новых методов разработки и проектирования приборов квантовой электроники должна стать система автоматизированного проектирования (САПР). Однако существование САПР невозможно без существования хорошо разработан ных и проверенных методов расчета, основанных на использовании новейших теоретических и экспериментальных исследований в области лазерной техники. Это является задачей будущего. [c.5]

Если при этом весовые коэффициенты в сумме равны единице, то каждый из них может трактоваться как процент влияния соответствующего частотного критерия в общем. Очевидно, изменение набора i будет приводить к изменению оптимума. Это можно истолковать как проявление неявной функциональной зависимости X = X (С), С Сх, g, С и при необходимости использовать эту зависимость в интересах повышения эффективности объемных оптимизационных расчетов, В последний период развиваются новые интересные подходы для решения многокритериальных задач, которые основаны на методах ма тематической теории принятия решений. Рассмотренные в этой главе задачи расчета и синтеза газовых лазеров можно с полной уверенностью отнести к многокритериальным задачам парамеяри-ческой оптимизации, причем в общем случае с нелинейным функ-ционалом. Для оптимизации характеристик газовых лазеров или поиска при заданных характеристиках оптимальных конструктивных решений в этих приборах, в отсутствии разработанных средств математического исследования такого рода задач, необ ходимо исходить из физических соображений. Эти предпосылки по существу заложены в этапы реализации основной структурной схемы разработки газовых лазеров с использованием ЭВМ, изложенной в п. 2.3.Уже на первом этапе (анализ конкретной рассматриваемой задачи) многокритериальная оптимизация характеристик газовых лазеров может быть сведена к однокритериальной. Таким примером может служить задача разработки газового лазера с заданными характеристиками излучения в дальней зоне или расчет характеристик молекулярного усилителя. Именно физические соображения определили основным объектом исследования в обратной задаче расчета газового лазера резонатор с зеркалами, имеющими переменные по апертуре коэффициенты отражения. Затем анализ технологических возможностей привел к основному критерию оптимизации этих зеркал —- минимальному числу колебаний в зависимости R (г). Такой физический подход к оптимизации на сегодняшний день является типичным в задачах квантовой электроники. Однако прикладные задачи уже в настоящее время требуют большого количества принципиально разных газовых лазеров, работающих в различных режимах генерации, спектральных диапазонах и с различными уровнями входной мощности. Не всегда физический подход может обеспечить необходимые упрощения, способные свести задачу к простейшим приемам оптимизации, которые не требуют исследований функционалов (см. выражения (2.155) и (2.156)). Оптимизация выходных характеристик и конструктивных элементов прибора с учетом тенденций, определенных в теории и эксперименте, может осуществляться подбором необходимых данных в небольшом интервале изменений управляемых переменных. Дальнейшее совершенствование оптимизационных задач с использованием ЭВМ, как основных в разработке и исследовании [c.123]

В [17] построены математические модели поздней стадии эволюции плазменных микрообластей, возникающих вокруг аэрозольных частиц под действием лазерного излучения в режимах ударной волны и дозвуковой волны горения. При этом на основе моделирования обратной задачи по характеристикам незатухающих решений для движения фронта плазмы в окружающем воздухе уточнялись требования к краевым условиям (параметрам плазмы первичного пробоя), для которых незатухающие решения задачи существуют. Из расчетов следует возможность относительной стабилизации микрофакела размером (2- 4)-IQ- см вблизи частицы корунда с начальной допробойной температурой ее поверхности (6- 8)-10 К, интенсивностью излучения СОг-лазера / = 4-10 ВтХ Хсм 2 (3-f-23) с. Стабилизация объясняется уменьшением потока пара с поверхности частицы по мере ее испарения. [c.153]

Среди широкого спектра нелинейных оптических явлений наибольший интерес в приложении к проблеме зондирования вызвал низкопороговый лазерный пробой на твердых включениях дисперсной среды. Указанный эффект является технически реализуемым в реальной атмосфере на расстояниях в сотни метров от излучателей, в качестве которых могут применяться импульсные лазеры, например, на СО2, HF, DF, стекле с неодимом и эксиме-рах, снабженные системой фокусировки пучка. Дистанционный лазерный пробой сопровождается генерацией оптических спектров испускания, электрического и магнитного импульсов, а также широкополосного акустического излучения. Это может служить физической основой бесконтактных методов определения атомного состава и ряда метеорологических параметров пограничного слоя атмосферы по схеме источник — приемник, т. е. без решения математической обратной задачи. [c.194]

На основе решения обратной задачи фокусировки лазерного излучения в работах [2, 62 64 предложено несколько типов фазовой функции фокусатора в кольцо. Для фокусировки плоского пучка, света в кольцо используется также пара аксикон — линза [65, 66]. Фазовую функцию фокусатора в кольцо, действующего штю-гично паре аксикон — линза , несложно получить из общих уравнений (5.12)-(5.14) в виде [c.327]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...