Флуктуации оптических волн в средах с турбулентными и дискретными неоднородностями

• Автор: Лукин, Игорь Петрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 369 с. : ил.

Глава I. Слабые флуктуации оптических волн, отраженных в турбулентной атмосфере
§1.1. Частотная корреляция флуктуаций логарифма амплитуды и фазы оптических волн на локационных трассах
§1.2. Взаимные корреляции флуктуаций логарифма амплитуды и фазы волн на
связной и локационной трассах
§1.3. Функции взаимной когерентности оптических волн на связной и локационной трассах
Выводы по I главе
Глава II. Статистические характеристики сильных флуктуаций оптических волн в
турбулентной атмосфере
§2.1. Продольные корреляции флуктуаций поля и интенсивности оптических
волн
§2.2. Частотные корреляции флуктуаций полей и интенсивностей оптических
волн в турбулентной атмосфере
§2.3. Расчёт дисперсии флуктуаций интенсивности сферической волны в турбулентной атмосфере модифицированным методом Гюйгенса - Кирхгофа
Выводы по II главе
Глава III. Флуктуации параметров оптических волн, распространяющихся в крупномасштабной дискретной рассеивающей среде

§3.1. Статистические характеристики флуктуаций диэлектрической проницаемости турбулентной атмосферы, содержащей крупномасштабные дискретные
рассеиватели
§3.2. Флуктуации логарифма амплитуды и фазы гауссовских пучков в дискретной
рассеивающей среде на связных трассах
§3.3. Отражение частотно-разнесённых волн в дискретной рассеивающей среде
§3.4. Функции взаимной когерентности частотно-разнесённых волн, распространяющихся в случайно-неоднородной среде с дискретными / рассеивателями
§3.5. Декорреляция блужданий оптических пучков в многокомпонентной атмосфере
§3.6. Усредняющее действие апертурной и полевой диафрагм
§3.7. Дрожание изображения оптического источника в атмосфере при выпадении
осадков
Выводы по III главе
Глава IV. Статистические характеристики оптического пучка, распространяющегося в рефракционном канале
§4.1. Флуктуации оптического излучения, вызванные рассеянием на частицах с
тепловыми ореолами
§4.2. Распространение оптического импульса в рефракционном канале
§4.3. Влияние пространственной неоднородности коэффициента поглощения среды на искривление волнового фронта оптического излучения
§4.4. Боковое просвечивание рефракционного канала
§4.5. Деформация волнового фронта оптического излучения в рефракционном
канале с аберрациями
§4.6. Характеристики оптического пучка в рефракционном канале с аберрациями
§4.7. Локационное распространение лазерного пучка в линзоподобной среде
§4.8. Флуктуации фазы оптической волны, распространяющейся в линзоподобной среде

§4.9. Флуктуации интенсивности частотно-разнесённых волн в линзоподобной
среде
Выводы по IV главе
Глава V. Потенциальные возможности восстановления искажённых изображений
методами спекл-интерферометрии
§5.1. Характеристики выбросов интенсивности оптических изображений, наблюдаемых через атмосферу
§5.2. Потенциальные возможности методов постдетекторной обработки изображений некогерентно освещённых объектов, наблюдаемых через турбулентную атмосферу
§5.3. Интегральное разрешение оптической системы “турбулентная атмосфера
телескоп”
§5.4. Об интегральном разрешении турбулентной атмосферы и телескопической
системы для метода Нокса - Томпсона
§5.5. Статистические характеристики оптической передаточной функции системы “турбулентная атмосфера - телескоп”
§5.6. Влияние внешнего масштаба атмосферной турбулентности на качество оптического изображения
Выводы по V главе
Глава VI. Оценки влияния флуктуаций волн на характеристики оптических систем
связи и локации
§6.1. О помехозащищённости передачи сигналов по атмосферной оптической
линии связи при использовании вспомогательной модуляции
§6.2. Оценка погрешности, вносимой турбулентной атмосферой, в измерения
расстояния фазовыми дальномерами
§6.3. Влияние атмосферных осадков на погрешность фазовых дальномерных
систем
§6.4. Распространение частично когерентного и импульсного оптического излучения в случайно-неоднородной атмосфере
§6.5. Погрешность поляризационного целеуказания оптическим излучением в
турбулентной атмосфере
Выводы по VI главе

xC/02 P";
1 + Q
u;2
—* ff ff
p ;
exp]
i к
^(р-р”У jp-p") 1 + Q 1 + Q
1 + Q j 2x
(P-P'Y (P-P’Y
l-Q
■ eXp*j - ;

p -p;
A'-AV
+ D

l-Q
p ~P ;
VI-Q2
+ D
A-A';
д/l
F-p”-r=i
+ D

1 + Q
(2.2,2)
где к = 2 к{ к2/(к1 + к2) - волновое число, соответствующее среднему значению длины волны оптического излучения; Q = (£1 -к2)/(к1 +к2) - относительный разнос волновых чисел (для определённости будем считать, что < к2, т.е. 0 < О (1);
^2(к) = ('РХр’к)^(р>к))
- дисперсия флуктуаций комплексной фазы оптической волны;
^(А — Рг > = ([^1 (А> к^)~ Ч/(рг’’ ^)] [|//1 (А ’к')~Ч, (А;
- структурная функция флуктуаций комплексной фазы плоской оптической волны.
Будем рассматривать случай турбулентной атмосферы с колмогоровским спектром флуктуаций диэлектрической проницаемости воздуха [172,228, 370]:
o-2(k)=j 0,033 л2 г[ j ] С) к2 h /с’5'3 = 1,09 С) к2 h к?
D(/5; к) = 2‘5/3 — 0,033 п2 С* к2 h р5 3 = 0,73 С2 к2 h р>! (2.2.4)
5 Г| —
(2.2.3)

Для удобства анализа полученных результатов введём две новые функции: модуль функции взаимной когерентности оптических полей
у2{к, Q) = у2(к{, к2)= Modi
1,/г2(^,д,)г2(^д2)
и корреляционную функцию флуктуаций интенсивности
В,(к, Q) = В,(к,,к2)= _ 1.
А’ 7 А” 2' Г2(*,Д,)Г2(*2Л)