Повышение эффективности многопучковых лазерных систем методами адаптивной коррекции излучения

• Автор: Трофимов, Вячеслав Викторович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 177 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. МНОГОПУЧКОВЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

1.1. Источники многопучкового лазерного излучения.

1.1.1. Многоканальные технологические СОглазеры

1.1.2. Лазеры на многоходовых модах.

1.1.3. Рештки полупроводниковых лазеров

1.2. Области применения многопучкового лазерного излучения

1.2.1. Лазерные технологические системы.

1.2.2. Атмосферные оптические линии связи АОЛС

1.3. Проблемы использования многопучкового лазерного излучения
1.3.1. Управление многопучковым лазерным излучением в технологических системах
1.3.2. Особенности распространения оптического излучения в атмосфере и влияние атмосферной турбулентности на работу АОЛС.
1.4. Постановка задачи исследований и формулировка основных концепций е решения.
ГЛАВА II. АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОПУЧКОВЫМИ СИСТЕМАМИ СО ВЗАИМНОЙ КОГЕРЕНТНОСТЬЮ ПУЧКОВ
2.1. Математическая модель системы управления. Функционал фокусировки
2.2. Алгоритмы управления и работа системы в процессе адаптации
2.3. Влияние параметров оптической системы на качество адаптации
2.4. Влияние поляризации излучения
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА III. УПРАВЛЕНИЕ МНОГОПУЧКОВЫМИ СИСТЕМАМИ СО
ВЗАИМНО НЕКОГЕРЕНТНЫМИ ПУЧКАМИ.
3.1. Описание математической модели.
3.2. Результаты численного моделирования адаптивной системы
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА IV. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ
УГЛОВОЙ КОРРЕКЦИИ ПУЧКОВ ВЗАИМНО НЕКОГЕРЕНТНЫХ ЛАЗЕРОВ
4.1. Структурная схема системы угловой коррекции
4.2. Выбор параметров имитационного моделирования.
4.3. Анализ работы имитационной модели
4.3.1. Поведение системы при отсутствии шумовых воздействий
4.3.2. Показатели качества системы адаптивной коррекции
4.3.3. Сравнение параллельного и последовательного алгоритмов управления системой коррекции
4.3.4. Исследование влияния шумов на характер адаптации
4.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Основной текст диссертации содержит 7 страницы машинописного текста, формул, рисунков и 7 таблиц. Список литературы содержит наименования. Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы и необходимость ее проведения. Сформулирована цель работы, представлены основные защищаемые положения. Приведено описание структуры диссертации. В первой главе представлен обзор источников и областей применения многопучковых лазерных систем, рассматриваются существующие системы управления многоггучковым лазерным излучением, их ограничения и недостатки. Для управления многопучковым лазерным излучением предложено использовать адаптивную систему угловой коррекции излучения. Рассмотрены схемы построения, алгоритмы, критерии качества адаптивных оптических систем. Определены основные задачи исследования. Во второй главе разрабатывается математическая модель системы адаптивной коррекции, изучаются различные варианты алгоритмов управления многопучковыми системами со взаимной когерентностью лазерных пучков. Для управления системой адаптивной коррекции предложено использовать алгоритм на основе метода покрытий. Исследуется влияние поляризации излучения и параметров оптической системы на качество адаптации. Установлено оптимальное соотношение между размером диафрагмы и размером пучков, при котором адаптация осуществляется с требуемым качеством. С учётом параметров оптики предложен более эффективный алгоритм управления системой, основанный на градиентном методе. Третья глава посвящена разработке системы адаптивной коррекции многопучковыми лазерами со взаимно некогерентными пучками. Изучаются различные варианты алгоритмов управления. Для управления системой адаптивной коррекции предложен алгоритм, основанный на методе Ньютона. Показано, что такой алгоритм позволяет почти в два раза повысить быстродействие системы адаптивной коррекции. В четвёртой главе представлено описание имитационной модели, программного обеспечения и параметров системы адаптивной коррекции пучков взаимно некогерентных лазеров. Исследуются показатели качества системы управления, изучается работа системы управления при отсутствии шумовых воздействий и в условиях шумов. В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертации. Публикации. Воронов В. И., Трофимов В. В. Адаптивное управление лучевыми потоками многопучкового лазера. УП Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана». Материалы симпозиума. Под общей редакцией М. В. Панченко, Г. П. Коханенко. Томск: Институт оптики атмосферы СО РАН, , с. Воронов В. И., Трофимов В. В. Адаптивное управление лучевыми потоками многопучкового лазера // Оптика атмосферы и океана. Т. . Воронов В. И., Трофимов В. В. Влияние параметров оптики на адаптивное управление многопучковым лазером: Тез. Конференция молодых учёных, посвящённая -летию ИВТ СО РАН», Новосибирск, - декабря г. ИДт1? Воронов В. И., Трофимов В. В. Влияние параметров оптики на адаптивное управление многопучковым лазером: Тез. Юбилейная науч. Автоматика и электронное приборостроение». Казань, . Казань: КГТУ(КАИ), . Воронов В. И., Трофимов В. В. Особенности адаптивной коррекции излучения многопучкового лазера // Вестник КГТУ. Воронов В. И., Трофимов В. В. Влияние поляризации излучения на работу адаптивной оптической системы многопучкового лазера: Электронное приборостроение. Научно-практический сборник. Выпуск 4 (). Казань: КГТУ (КАИ), НИО «САН». Воронов В. И., Трофимов В. В. Адаптивная коррекция лучевых потоков нескольких лазеров // Оптика атмосферы и океана. Т . V.I. Voronov, V. V.Trofimov «Adaptive correction of beams from several lasers» // Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics/ IX Joint International Symposium, July 2-5, , Материалы Симпозиума. Томск: Институт оптики атмосферы СО РАН, , с. V.I. Voronov, V. V.Trofimov «Numerical analysis of angular correction system for several laser beams propagating through a turbulent atmosphere» // Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics/ X Joint International Symposium, June - , , Материалы Симпозиума. Томск: Институт оптики атмосферы СО РАН, , с.