Том 16, номер 12, статья № 7

Аннотация:

По турбулентной составляющей индекса мерцания b²_т излучения коллимированных лазерных пучков проведена оценка значения структурной характеристики флуктуаций показателя преломления воздуха (С ²_n ) в снегопадах. Составляющая b²_т определена в мелкодисперсных снегопадах из одновременных измерений частотного спектра и индекса мерцания b². Для оценки С ²_n взяты только те спектры, в которых имелись турбулентный и гидрометеорный максимумы с глубоким минимумом между ними. Структурная характеристика С ²_n в снегопадах уменьшается и не превышает 4 10^-15 см^-2/3. Не установлено регулярной зависимости между С ²_n и объемным коэффициентом рассеяния. Индекс мерцания b² увеличивается с ростом расходимости узкого расходящегося пучка. Он не больше максимально возможного в турбулентной атмосфере без осадков. Распределение вероятностей флуктуаций лазерного излучения в узком расходящемся пучке не описывается логарифмически нормальным распределением и в большинстве случаев лучше описывается гамма-распределением. При малых замутнениях атмосферы по спектру рассеянного излучения в фокусированном пучке на расстоянии 10 мм от оси пучка в плоскости фокуса и скорости ветра можно уверенно различать между собой дымку и осадки (дождь). Обсуждаются погрешность оценки С ²_n , выполнимость сделанных предположений и физические причины установленных особенностей.

Список литературы:

1. Жуков А.Ф., Вострецов Н.А. Влияние диаметра приемника на флуктуации светового потока при распространении узкого расходящегося лазерного пучка в снегопаде. Ч. 1. Уровень флуктуаций // Оптика атмосф. и океана. 1996. Т. 9. № 8. С. 1058-1068.
2. Крутиков В.А. О расчете статистических характеристик оптического излучения в среде с крупномасштабными дискретными неоднородностями // Изв. вузов. Радиофиз. 1980. Т. 23. № 12. С. 1434-1446.
3. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. Ч. 1, 2. М.: Наука. C. 1965-1967.
4. Татарский В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1967. 548 с.
5. Жуков А.Ф., Вострецов Н.А. Влияние диаметра приемника на флуктуации светового потока при распространении узкого расходящегося лазерного пучка в снегопаде. Ч. 2. Автокорреляционная функция // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13. № 11. С. 1037-1043.
6. Крутиков В.А. Флуктуации интенсивности гауссова оптического пучка в среде с крупномасштабными дискретными неоднородностями // Проблемы оптики атмосферы. Новосибирск: Наука, 1983. С. 141-150.
7. Лоуренс Р.С., Стробен Д.В. Эффекты, существенные для оптической связи, которые возникают при распространении света в нерассеивающей атмосфере // Обзор. ТИИЭР. 1970. Т. 58. № 10. С. 130-153.
8. Гурвич А.С., Кон А.И., Миронов В.Л., Хмелевцов С.С. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1976. 275 с.
9. Миронов В.Л. Распространение лазерного пучка в турбулентной атмосфере. Новосибирск: Наука, 1981. 246 с.
10. Зуев В.Е., Банах В.А., Покасов В.В. Оптика турбулентной атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 270 с.
11. Боровой А.Г. Распространение света в осадках // Изв. вузов. Радиофиз. 1982. Т. 25. № 4. С. 391-400.
12. Жуков А.Ф. Об уровне флуктуаций интенсивности узкого расходящегося лазерного пучка в снегопаде // Оптика атмосф. и океана. 1993. Т. 6. № 1. С. 33-36.
13. Жуков А.Ф., Цвык Р.Ш. Флуктуации интенсивности лазерного пучка в снегопаде // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1980. Т. 16. № 2. С. 164-171.
14. Гурвич А.С., Покасов Вл.В. Частотные спектры сильных флуктуаций лазерного излучения в турбулентной атмосфере // Изв. вузов. Радиофиз. 1973. Т. 16. № 6. С. 913-917.
15. Лукин И.П. Флуктуации световой волны в рассеивающей среде. Гауссов пучок. Деп. ВИНИТИ, № 2551-78. 1978. 33 с.
16. Миронов В.Л., Тузова С.И. Флуктуации интенсивности лазерного излучения в среде с крупными неоднородностями // Изв. вузов. Радиофиз. 1980. Т. 23. № 12. С. 1453-1463.
17. Жуков А.Ф., Кабанов М.В., Цвык Р.Ш. Дисперсия флуктуаций интенсивности в лазерных пучках при снегопаде // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1985. Т. 21. № 2. С. 147-153.
18. Жуков А.Ф., Цвык Р.Ш., Вострецов Н.А. О влиянии радиуса кривизны фазового фронта на флуктуации интенсивности лазерного пучка в снегопаде // Оптика атмосф. 1988. Т. 1. № 4. С. 30-35.
19. Consortini A., Cochetti F., Churnside S.H., Hill R.I. Inner-scale effect on irradiance variance measured for weak-to-strong atmospheric scintillation // J. Opt. Soc. Amer. A. 1993. V. 10. № 11. P. 2354-2362.
20. Гурвич А.С., Казарян Р.А., Ломадзе С.О., Погосян К.П., Покасов Вл.В. Частотные спектры флуктуаций интенсивности лазерного излучения на волнах 0,63 и 10,6 мкм в атмосфере // Изв. вузов. Радиофиз. 1975. Т. 18. № 4. С. 610-613.
21. Галахов В.Н., Ефремов А.В., Жуков А.Ф., Рейно В.В., Цвык Р.Ш. Экспериментальное исследование флуктуаций интенсивности оптического излучения, распространяющегося в приземном слое атмосферы при осадках // Изв. АН СССР. Физ. атмосф. и океана. 1976. Т. 12. № 12. С. 1251-1260.
22. Вострецов Н.А., Жуков А.Ф. Плотность вероятностей флуктуаций светового потока узкого расходящегося лазерного пучка в снегопаде // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8. № 12. С. 1790-1798.
23. Левин Л.М. Исследования по физике грубодисперсных аэрозолей. М.: Изд. АН СССР, 1961. 267 с.
24. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. М.: Мир. 1966. 395 с.
25. Вострецов Н.А., Жуков А.Ф. О флуктуациях лазерного сигнала в атмосферных осадках // Оптика атмосф. и океана. 2003. Т. 16. № 1. С. 1790-1798.
26. Вострецов Н.А., Жуков А.Ф. О флуктуациях интенсивности рассеянного излучения фокусированного лазерного пучка в снегопаде // Оптика атмосф. и океана. 1994. Т. 7. № 1. С. 24-28.
27. Вострецов Н.А., Жуков А.Ф. Флуктуации интенсивности рассеянного излучения фокусированного лазерного пучка в приземном слое атмосферы. Ч. 1. Снегопад // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12. № 8. С. 689-693.
28. Вострецов Н.А., Жуков А.Ф. Флуктуации интенсивности рассеянного излучения фокусированного лазерного пучка в приземном слое атмосферы. Ч. 2. Дождь, туман // Оптика атмосф. и океана. 1999. Т. 12. № 12. С. 1165-1166.
29. Clark J.R., Baird J.R., Reardeh R.S. Low-visibility optical communication received signal levels as function of receiver field of view // Appl. Opt. 1976. V. 15. № 2. P. 314-315.