Распространение частично когерентного излучения в средах с неоднородным комплексным показателем преломления

• Автор: Дудоров, Вадим Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Глава 1. Развитие метода дифракционных лучей для задачи
распространения излучения в неоднородно поглощающих средах.
1.1 Построение метода для исследования распространения 17 когерентного излучения (точный метод).
1.2 Реализация метода дифракционных лучей для задачи 21 распространения частично когерентного излучения (асимптотически точный метод).
1.3 Учет флуктуаций диэлектрической проницаемости среды в 31 рамках метода дифракционных лучей.
1.4 Погрешность асимптотически точного метода в задаче 35 распространения частично когерентного излучения в регулярно неоднородных средах.
Глава 2. Определение энергетических и статистических
характеристик излучения в регулярно и случайно неоднородных средах.
2.1 Динамика энергетических и когерентных характеристик частично 46 когерентных пучков в нелинейной среде
2.2 Динамика характеристик излучения с произвольной начальной 57 когерентностью в турбулентной среде. Сравнение со строгим решением

2.3 Исследование совместного влияния рефракции (линейной и 62 нелинейной) и турбулентности в задачах распространения частично когерентного излучения.
2.4 Оптимизация распространения лазерного излучения на
протяженных турбулентных атмосферных трассах в условиях тепловой нелинейности.
Глава 3. Распространение излучения в сильно поглощающих
неоднородных средах.
3.1 Исследование распространения когерентного и частично
когерентного излучения аналитическими методами.
3.2 Распространение излучения в средах с непараболическим 99 распределением комплексной диэлектрической проницаемости (исследование численными методами).
3.3 Приближение геометрической оптики для сильно поглощающих 109 неоднородных сред и ее границы применимости.
3.4 Исследование применимости методов, не учитывающих
дополнительной рефракции, обусловленной неоднородностью поглощения.
Литература
Приложение

С возникновением задач нелинейной атмосферной оптики, лазерного термоядерного синтеза и других с начала 70-х годов начались интенсивные исследования в области теоретического моделирования распространения лазерного излучения в рефракционных средах. При этом в расчетах по распространению мощного лазерного излучения в атмосфере необходимо было учитывать аэрозольное и молекулярное поглощение, аэрозольное рассеяние излучения, регулярное изменение параметров атмосферы на трассе распространения, влияние турбулентности и нелинейности, геометрию задачи и ряд других факторов. К тому же источники мощного лазерного излучения часто являются частично когерентными и методы развитые для исследования когерентного излучения становятся неприменимыми. Это потребовало от исследователей развития специальных подходов для решения этих задач.
С математической точки зрения близкой к задаче моделирования распространения частично когерентного излучения в рефракционных нелинейных средах является задача исследования зависимости энергетических и когерентных свойств выходного излучения сверхлюминесцентных лазеров от пространственного распределения оптических характеристик активной среды. В этих задачах в качестве исходного источника выступает спонтанное (дельта-коррелированное) излучение, что является предельным случаем частично когерентного излучения. На протяжении многих лет актуальность этого направления определялась тем, что малая длина волны и высокая проникающая способность рентгеновского излучения находили применение для решения многих задач. Открытие физических механизмов создания рентгеновских лазеров многократно усилило этот интерес. Появилась возможность

У^ОЛ а/а-0
Рисунок 2.1. Модификация трубок равной мощности (сплошные линии) и равной когерентности (точки) в среде с керровской нелинейностью. Начальный радиус когерентности равен одной десятой радиусу пучка. Штриховая линия соответствует решению методом дифракционных лучей.
Рисунок 2.2. Распределение средней интенсивности и радиуса когерентности в конце дистанции (рис.2.1). Штриховая линия соответствует решению методом дифракционных лучей.