Том 31, номер 09, статья № 2

Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Мамышев В.П., Невзорова И.В. Оценки влияния турбулентности и регулярной рефракции на характеристики лазерного пучка в пограничном слое атмосферы. Часть 1. Радиус когерентности и турбулентное уширение лазерного пучка. // Оптика атмосферы и океана. 2018. Т. 31. № 09. С. 698–705.
Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:

Приводятся оценки радиуса когерентности и степени уширения лазерного пучка под влиянием турбулентности с использованием результатов дистанционного акустического зондирования пограничного слоя атмосферы содаром «Волна-4М». Рассмотрен средний суточный ход радиуса когерентности в различные сезоны года. Проведены расчеты добавок к эффективному радиусу лазерного пучка за счет турбулентности. Вычислены среднемесячные значения этих добавок. Выявлено заметное превышение возможного уширения лазерного пучка в зимнее время по сравнению с летним периодом.

Ключевые слова:

атмосфера, зондирование, когерентность, лазерное излучение, содар, турбулентность, уширение лазерного пучка

Список литературы:

1. Лукин В.П. Возможности нацеливания оптических пучков через турбулентную атмосферу // Оптика атмосф. и океана. 2005. Т. 18, № 1–2. С. 75–86.
2. Асанов С.В., Гейнц Ю.Э., Землянов А.А., Игнатьев А.Б., Матвиенко Г.Г., Морозов В.В., Тарасенкова А.В. Прогноз распространения интенсивного лазерного излучения ближнего и среднего ИК спектральных диапазонов при работе на наклонных высотных атмосферных трассах // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 3. С. 167–176; Аsanov S.V., Gеyntz Yu.E., Zemlyanov А.А., Ignatyev А.B., Маtvienkо G.G., Моrоzоv V.V., Таrаsеnkova А.V. Forecast of intense Near- and Mid-IR laser radiation propagation along slant atmospheric paths // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 4. P. 315–323.
3. Асанов С.В., Белов В.В., Булыгин А.Д., Гейнц Ю.Э., Дудоров В.В., Землянов А.А., Игнатьев А.Б., Канев Ф.Ю., Колосов В.В., Коняев П.А., Лукин В.П., Матвиенко Г.Г., Морозов В.В., Носов В.В., Пономарев Ю.Н., Пташник И.В., Тарасенков М.В. Оптическая модель земной атмосферы для интенсивного лазерного излучения ближнего и среднего ИК спектральных диапазонов // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 4. С. 338–345.
4. Travouillon T., Schöck M., Els S., Riddle R., Skidmore W. Using a sodar to measure optical turbulence and wind speed for the thirty meter telescope site testing. Part I: Reproducibility // Bound.-Layer Meteorol. 2011. V. 141, N 2. P. 273–288.
5. Travouillon T., Schöck M., Els S., Riddle R., Skidmore W. Using a sodar to measure optical turbulence and wind speed for the thirty meter telescope site testing. Part II: Comparison with independent instruments // Bound.-Layer Meteorol. 2011. V. 141, N 2. P. 289–300.
6. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Мамышев В.П., Невзорова И.В. Оценки показателя преломления и регулярной рефракции оптических волн в пограничном слое атмосферы. Часть 1. Показатель преломления // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 10. С. 821–828.
7. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Мамышев В.П., Невзорова И.В. Оценки показателя преломления и регулярной рефракции оптических волн в пограничном слое атмосферы. Часть 2. Рефракция лазерного луча // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 10. С. 829–833.
8. Одинцов С.Л., Гладких В.А., Камардин А.П., Невзорова И.В. Использование результатов акустической диагностики пограничного слоя атмосферы для оценки влияния турбулентности на характеристики лазерного пучка // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 12. С. 1008–1016.
9. Кадыгров Е.Н., Кузнецова И.Н. Методические рекомендации по использованию данных дистанционных измерений профилей температуры в пограничном слое микроволновыми профилемерами: теория и практика. Долгопрудный: Физматкнига, 2015. 171 с.
10. Камардин А.П., Гладких В.А., Одинцов С.Л., Федоров В.А. Метеорологический акустический доплеровский локатор (содар) «ВОЛНА-4М-СТ» // Приборы. 2017. Т. 202, № 4. С. 37–44.
11. Гладких В.А., Макиенко А.Э. Цифровая ультразвуковая метеостанция // Приборы. 2009. Т. 109, № 7. С. 21–25.
12. Мамышева А.А., Одинцов С.Л. Экспериментальная оценка кинетической энергии турбулентности в приземном слое атмосферы над урбанизированной территорией // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 9. С. 817–827.
13. Petenko I., Mastrantonio G., Viola A., Argentini S., Pietroni I. Some statistics of the temperature structure parameter in the convective boundary layer observed by sodar // Bound.-Layer Meteorol. 2014. V. 150, N 2. P. 215–233.
14. Wainwright C.E., Bonin T.A., Chilson P.B., Gibbs J.A., Fedorovich E., Palmer R.D. Methods for evaluating the temperature structure function parameter using unmanned aerial systems and large-eddy simulation // Bound.-Layer Meteorol. 2015. V. 155, N 2. P. 189–208.
15. Bonin T.A., Goines D.C., Scott A.K., Wainwright C.E., Gibbs J.A., Chilson P.B. Measurement of the temperature structur-function parameters with small unmanned aerial system compared with a sodar // Bound.-Layer Meteorol. 2015. V. 155, N 3. P. 417–434.
16. Andrews L.C., Philips R.L., Crabbs R., Wayne D., Leclerc T., Sauer P. Creating a C  profile as a function of altitude using scintillation measurements along a slant path // Proc. SPIE. 2012. V. 8238. P. 82380F-1–12.
17. Гладких В.А., Мамышев В.П., Одинцов С.Л. Экспериментальные оценки структурной характеристики показателя преломления оптических волн в приземном слое атмосферы // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 4. С. 309–318; Gladkikh V.А., Маmyshev V.P., Оdintsov S.L. Experimental estimates of the structure parameter of the refractive index for optical waves in the surface air layer // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 5. P. 426–435.
18. Sprung D., Grossmann P., Sucher E. Investigation of seasonal and diurnal cycles on the height dependence of optical turbulence in the lower atmospheric boundary layer // Proc. SPIE. 2012. V. 8517. P. 85170K-1–12.
19. Sprung D., Sucher E., Weiss-Wrana K., Stein K. Stability and height dependant variations of the structure function parameters in the lower atmospheric boundary layer investigated from measurements of the long-term experiment VERTURM (vertical turbulence measurements) // Proc. SPIE. 2011. V. 8178. P. 817809-1–12.
20. Антошкин Л.В., Ботыгина Н.Н., Больбасова Л.А., Емалеев О.Н., Коняев П.А., Копылов Е.А., Ковадло П.Г., Колобов Д.Ю., Кудряшов А.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Лукин В.П., Чупраков С.А., Селин А.А., Шиховцев А.Ю. Адаптивная оптическая система для солнечного телескопа, обеспечивающая его работоспособность в условиях сильной атмосферной турбулентности // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 11. С. 895–904; Аntoshkin L.V., Bоtygina N.N., Bоlbasovа L.А., Еmаleev О.N., Kоnyaev P.А., Kоpylov Е.А., Kоvadlо P.G., Kоlоbоv D.Yu., Kudryashov А.V., Lаvrinov V.V., Lаvrinova L.N., Lukin V.P., Chupakov S.А., Sеlin А.А., Shikhovtsev А.Yu. Adaptive optics system for solar telescope operating under strong atmospheric turbulence // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 3. P. 291–299.
21. Ковадло П.Г., Коняев П.А., Копылов Е.А., Лукин В.П., Селин А.А., Шиховцев А.Ю. Работы по набору данных измерения турбулентности в различные сезоны года // Материалы XХIII Междунар. симпоз. «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы». 3–7 июля 2017. Иркутск. C. B151–B154.
22. Разенков И.А. Турбулентный лидар. I. Конструкция // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 1. С. 41–48; Rаzenkov I.А. Turbulent lidar: I – Desing // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 3. P. 273–280.
23. Разенков И.А. Турбулентный лидар. II. Эксперимент // Оптика атмосф. и океана. 2018. Т. 31, № 2. С. 81–89; Rаzenkov I.А. Turbulent lidar: II – Experiment // Atmos. Ocean. Opt. 2018. V. 31, N 3. P. 281–289.
 

Вернуться