Фрактальные свойства лазерного излучения в турбулентных средах

• Автор: Таначев, Иван Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ГЛАВА I. ФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ
(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
§ 1.1. Проховдение излучения через случайные экраны
§ 1.2. Дифракция света на фрактальных объектах
§ 1.3. Особенности стохастизации излучения в турбулентных средах
ГЛАВА II. МЕТОДЫ АНАЛИЗА ИЗЛУЧЕНИЯ С ФРАКТАЛЬНОЙ
СТРУКТУРОЙ
§ 2.1. Определение скейлинговых характеристик из
поведения структурной.функции
§ 2.2. Тестирование мультифрактальных методов анализа
§ 2.3. Тестирование вейвлет-пробразований
ГЛАВА III. АНАЛИЗ ПРОХОЖДЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ
СЛУЧАЙНЫЕ ФРАКТАЛЬНЫЕ ЭКРАНЫ
§ 3.1. Дифракция безграничной волны
§ 3.2. Прохождение через экран гауссова пучка
ГЛАВА IV. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СТЕНДОВ И
МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
§ 4.1. Экспериментальная база
4.1.1 Описание атмосферной трассы и приемопередающеш аппаратуры
4.1.2 Описание экспериментального стенда с моделью турбулентной атмосферы
§ 4.2. Методика обработки экспериментальных данных

ГЛАВА V. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ФРАКТАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ЛАЗЕРНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
§ 5.1. Флуктуации излучения на атмосферных трассах
§ 5.2. Данные о флуктуациях излучения на моделях
атмосферы
§ 5.3. Анализ и интерпретация экспериментальных данных
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы.
Проблема распространения излучения через случайные среды и экраны давно находится в центре внимания исследователей. Это связано с большим разнообразием физических эффектов, вызванных случайными возмущениями распространяющейся волны, а также с многочисленными вопросами прикладного характера. К последним следует отнести поиск возможностей повышения качества световых пучков, улучшения характеристик устройств видения через случайно-неоднородную атмосферу, совершенствования систем связи, использующих открытые каналы распространения излучения, улучшения методов диагностики случайно-неоднородных сред.
Несмотря на большое число монографических изданий и публикаций; посвященных указанной проблеме, целый ряд важных фундаментальных вопросов оказался неизученным, либо изученным не в полной мере. Среди них следует особым образом выделить актуальные на сегодняшний день вопросы, относящиеся к исследованиям прохождения светового излучения через объекты и среды с фрактальной и мультифрактальной структурой. Эти исследования позволили установить ряд физических закономерностей связывающих статистические и фрактальные характеристики объектов с характеристиками световой волны. Однако, как правило, эти закономерности относятся к частным случаям и оказываются справедливыми лишь при определенных (весьма ограниченных) условиях. Поэтому представляется целесообразным дополнить фрактальными представлениями ранее выполненные и ставшие уже классическими работы, в которых проблема взаимодействия излучения со случайными неоднородностями рассмотрена в общем виде на основе лишь статистических моделей. Нуждаются также в дополнении фрактальными моделями сложившиеся концепции, описывающие распространение излучения в турбулентной среде, включая приземную атмосферу.
0 1 2 3 4 5 6

Рис.2.2.4 Структурная функция для а) ц-1 и б) ц=25 в двойном логарифмическом
масштабе.
Рис.2.2.5. Скейлинговая экспонента (сплошная линия) и ее аппроксимации.
Как следствие — искаженный спектр фрактальных размерностей. В связи с этим необходимо было ввести гладкую аппроксимирующую функцию. Она была подобрана эмпирически. В силу того, что значения скейлинговой экспоненты менее точно отражают фрактальные свойства сигнала при больших <7, автоматическая аппроксимация наиболее точнбо передает начальные точки. Аппроксимационная функция £(ц) строилась по трем точкам С(0)=0, С(1) и С(О), где выбиралась в зависимости от диапазона значений q и особенностей сигнала