Эффективная интенсивность лазерного пучка при самовоздействии в неоднородной атмосфере

• Автор: Мартынко, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЭФФЕКТИВНАЯ ИНТЕНСИВНОСТЬ ЛАЗЕРНОГО
ПУЧКА В НЕОДНОРОДНОЙ АТМОСФЕРЕ
1Л. Самовоздействие лазерного пучка в атмосфере
1Л Л. Уравнения процесса
1Л .2. Влияние нелинейных оптических эффектов на распространение
лазерного излучения в атмосфере
1Л .3. Формирование комплексной диэлектрической проницаемости
в нелинейной среде
1.2. Критерии качества и интегральные параметры лазерного
пучка в нелинейной среде
1.2Л. Дифференциальные и интегральные критерии качества
1.2.2. Эффективная интенсивность и интегральные
параметры лазерного пучка
1.2.3. Эффективная интенсивность и пороги нелинейных эффектов
1.2.4. Коэффициент передачи атмосферно-оптического канала
1.2.5. Уравнения для эффективных параметров лазерного пучка
ГЛАВА 2. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА В РЕГУЛЯРНОЙ НЕЛИНЕЙНОЙ РЕФРАКЦИОННОЙ СРЕДЕ
2.1. Эффективная интенсивность лазерного пучка при самовоздействии
в однородной нелинейной рефракционной среде
2.1.1. Преобразование эффективных параметров лазерного пучка
2.1.2. Эффективная интенсивность и пороги нелинейных эффектов
негауссовых лазерных пучков в однородной нелинейной среде
2.1.3. Пороги нелинейных рефракционных эффектов при распространении
зондирующего пучка в канале мощного лазерного излучения
2.2. Основные закономерности преобразование эффективных параметров
лазерного пучка в неоднородной нелинейной рефракционной среде
2.2.1. Режим слабых нелинейных искажений в неоднородной среде
2.2.2. Режим сильных нелинейных искажений в неоднородной среде
2.2.3. Эффект подобия при самовоздействии лазерных пучков
в режиме сильных нелинейных искажений
2.2.4. Исследование режима каустик при самовоздействии лазерных
пучков на основе метода уравнения переноса яркости
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ЛАЗЕРНОЙ ЭНЕРГИИ
НА АТМОСФЕРНЫХ ТРАССАХ
3.1. Оптимизация коэффициента передачи атмосферного оптического канала
3.2. Критические энергетические параметры лазерного пучка на
неоднородных атмосферных трассах
3.2.1. Режим стационарной ветровой нелинейности
3.2.2. Режим длинного импульса
3.2.3. Режим короткого импульса
3.2.4. Режим изменения поляризуемости среды
3.2.5. Влияние турбулентности
3.3. Влияние нелинейности коэффициента поглощения на эффективность
передачи энергии лазерного ИК-излучения в атмосфере
3.3.1. Распространении излучения С02-лазера с длиной волны 10.6 мкм
3.3.2. Распространение в атмосфере излучения с длиной волны 5.3 мкм
3.4. Влияние пространственной когерентности излучения и параметров
трассы на интегральные характеристики пучка
3.4.1. Фокусировка лазерного пучка на вертикальной атмосферной трассе
3.4.2. Самовоздействие при кинетическом охлаждении: влияние частичной
когерентности излучения на эффективные параметры пучка
Выводы по главе
Заключение
Литература

Актуальность темы
Проблема потерь энергии и направленности интенсивных лазерных пучков при распространении в неоднородной атмосфере - важная задача в комплексной проблеме распространения волн в природных средах. Именно эти потери определяют эффективность работы в атмосфере существующих и проектируемых оптико-электронных систем и устройств с лазерными источниками с высокой энергетикой, применяемых для оптической связи, зондирования, локации и передачи оптической энергии. Существенным фактором, влияющим на точность оценки эффективности работы указанных систем является правильный учет неоднородности атмосферных трасс. Другой важной задачей является разработка и использование методов описания многопараметрических задач. Постоянное совершенствование современных лазерных систем, возрастание энергетического потенциала лазеров, освоение новых спектральных диапазонов, использование пучков различных типов и когерентности в задачах разной геометрии обуславливает актуальность поиска возможности обобщенного описания основных закономерностей процесса самовоздействия лазерного излучения в неоднородной атмосфере.
Состояние исследований
Одно из крупных направлений нелинейной оптики, связанное с проблемой распространения интенсивных лазерных пучков имеет более чем тридцатилетнюю историю и продолжает развиваться. Основополагающие результаты в данной области получены в Институте оптики атмосферы СО РАН, Московском государственном университете, Институте прикладной физики РАН, Институте радиотехники и электроники РАН, НПО «Тайфун», Научно-исследовательском радиофизическом институте и других российских и зарубежных научных коллективах. Обширный теоретический материал к настоящему времени обобщен в монографиях [4, 20,24,28, 57, 87 ] и обзорах [12, 13,16,29, 72, 90,102-104]. Наиболее крупные достижения связаны с реализацией различных подходов на основе параболического уравнения квазиоптики и уравнения переноса излучения, которые позволили создать основы теории волновых процессов в нелинейных средах [12, 16 , 24, 29, 57], разработать

Рис. 2.4. Влияние затенения центральной части на изменение эффективной ширины пучков различного профиля: зависимость функций qn^ (сплошные кривые) и #„2 (шриховые кривые) от параметра 5. Цифры у кривых -значения параметра т.