Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 29, номер 03, статья № 2

Шленов С. А., Васильцов В. В., Кандидов В. П. Энергетические характеристики излучения CO₂-лазера при фокусировке в турбулентной атмосфере в условиях ветровой рефракции. // Оптика атмосферы и океана. 2016. Т. 29. № 03. С. 177-183. DOI: 10.15372/AOO20160302. PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Средствами вычислительного эксперимента анализируется динамика во времени максимальной интенсивности и мощности в апертуре конечного размера фокусированного излучения на длине волны 10,6 мкм при тепловом самовоздействии в незамутненной аэрозолем турбулентной атмосфере. Рассмотрено распространение гауссовых пучков на трассах протяженностью до 160 м. Показано, что в условиях сильных флуктуаций показателя преломления наблюдаются интервалы времени, в которые максимальная интенсивность в средней части трассы при острой фокусировке пучка оказывается больше, чем в фокальной плоскости в конце трассы.

Ключевые слова:

CO2-лазер, ИК-излучение, тепловое самовоздействие, ветровая рефракция, турбулентная атмосфера

Список литературы:

1. Гейнц Ю.Э., Грачев Г.Н., Землянов А.А., Кабанов А.М., Павлов А.А., Пономаренко А.Г., Тищенко В.Н. Тепловое самовоздействие мощного непрерывного и импульсно-периодического излучения CO₂-лазера в воздухе: I. Численное моделирование распространения на атмосферной трассе // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 5. С. 363–370; Geints Yu.E., Grachev V.N., Zemlyanov A.A., Kabanov A.M., Pavlov A.A., Ponomarenko A.G., Tishchenko V.N. Thermal Self-Action of High-Power Continuous and Pulse-Periodic CO₂ Laser Radiation in Air: I. Numerical Simulation of Propagation along an Atmospheric Path // Atmos. Ocean. Opt. 2014. V. 27, N 2. P. 107–114.
2. Грачев Г.Н., Землянов А.А., Пономаренко А.Г., Тищенко В.Н., Гейнц Ю.Э., Кабанов А.М., Павлов А.А., Павлов Ал.А., Погодаев В.А., Пинаев П.А., Смирнов А.Л., Стаценко П.А. Тепловое самовоздействие мощного непрерывного и импульсно-периодического излучения CO₂-лазера в воздухе: II. Лабораторные эксперименты // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26, № 9. С. 726–733; Grachev V.N., Zemlyanov A.A., Ponomarenko A.G., Tishchenko V.N., Geints Yu.E., Kabanov A.M., Pavlov A.A., Pavlov Al.A., Pogodaev V.A., Pinaev P.A., Smirnov A.L., Statsenko P.A. Thermal Self-Action of High-Power Continuous and Pulse-Periodic CO₂ Laser Radiation in Air: II. LaboratoryExperiments // Atmos. Ocean. Opt. 2014. V. 27, N 2. P. 115–122.
3. Банах В.А., Фалиц А.В. Численное моделирование распространения лазерных пучков, формируемых многоэлементными апертурами, в турбулентной атмосфере при тепловом самовоздействии // Оптика атмосф. и океана. 2013. Т. 26. № 5. С. 371–380; Banakh V.A., Falits A.V. Numerical Simulation of Propagation of Laser Beams Formed by Multielement Apertures in a Turbulent Atmosphere under Thermal Blooming // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 6. P. 455–465.
4. Stoneback M., Ishimaru A., Reinhardt C., Kuga Y. Temperature rise in objects due to optical focused beam through atmospheric turbulence near ground and ocean surface // Opt. Eng. 2013. V. 52, N 3. 036001 (8 p.).
5. Кандидов В.П. Обзор нелинейных эффектов при распространении лазерного излучения в атмосфере // Нелинейная оптика и оптоакустика атмосферы. Томск: ИОА СО РАН, 1988. С. 3–12.
6. Мощные лазерные пучки в случайно-неоднородной атмосфере / Под. ред. В.А. Банаха. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. 340 с.
7. Зуев В.И., Землянов А.А., Копытин Ю.Д. Современные проблемы атмосферной оптики. Т. 6. Нелинейная оптика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 256 с.
8. Распространение лазерного пучка в атмосфере: Проблемы прикладной физики / Под ред. Д. Стробена. М.: Мир, 1981. 416 с.
9. Gebhardt F.G. Twenty-Five Years of Thermal Blooming: An Overview // Propagation of High-Energy Laser Beams through the Earth's Atmosphere. SPIE. 1990. V. 1221. P. 1–25.
10. Смит Д.К. Распространение мощного лазерного излучения. Тепловое искажение пучка // Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 1977. Т. 65, № 12. С. 59–103.
11. Воробьев В.В. Тепловое самовоздействие лазерного излучения в атмосфере. М.: Наука, 1987. 199 с.
12. Алешкевич В.А., Сухоруков А.П. Об отклонении мощных световых пучков под действием ветра в поглощающих средах // Письма в ЖЭТФ. 1970. Т. 12, вып. 2. С. 112–115.
13. Bradley L.C., Herrmann J. Phase Compensation for Thermal Blooming // Appl. Opt. 1974. V. 13, N 2. P. 331–334.
14. Ахманов С.А., Воронцов М.А., Кандидов В.П., Сухоруков А.П., Чесноков С.С. Тепловое самовоздействие световых пучков и методы его компенсации // Изв. вузов. Радиофиз. 1980. Т. 23, № 1. С. 1–37.
15. Выслоух В.А., Кандидов В.П., Чесноков С.С., Шленов С.А. Адпативная фокусировка интенсивных световых пучков, распространяющихся в нерегулярных средах // Изв. вузов. Физ. 1985. Т. 28, № 11. С. 30–41.
16. Зуев В.И., Банах В.А., Покасов В.В. Современные проблемы атмосферной оптики. Т. 5. Оптика турбулентной атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 270 с.
17. Гурвич А.С., Кон А.И., Миронов В.Л., Хмелевцов С.С. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1976. 277 с.
18. Gebhard F.G. High power laser propagation // Appl. Opt. 1976. V. 15, N 6. P. 1479–1493.
19. Бондаренко А.И., Васильцов В.В., Галушкин М.Г., Голубев В.С., Низьев В.Г., Панченко В.Я., Забелин А.М., Завалов Ю.Н., Якунин В.П. Индустиральные СО₂-лазеры с высоким качеством излучения: сборник трудов ИПЛИТ РАН / Под ред. В.Я. Панченко, В.С. Голубева. М.: Интерконтакт Наука, 2005. C. 251–259.
20. Aleksandrov V.O., Budanov V.V., Vasil'tsov V.V., Galushkin M.G., Golubev V.S., Egorov E.N., Zelenov E.V., Panchenko V.Ya., Semenov A.N., Solov'ev A.V., Chashkin E.V. New kilowatt waveguide CO₂ process lasers with high radiation quality // J. Opt. Technol. 2009. V. 76, iss. 5. P. 255–258.
21. Кандидов В.П., Шленов С.А. Пространственная статистика светового пучка при ветровой рефракции в турбулентной атмосфере // Квант. электрон. 1985. Т. 12, № 5. С. 1490–1496.
22. Кандидов В.П. Метод Монте-Карло в нелинейной статистической оптике // Успехи физ. наук. 1996. Т. 166, № 12. С. 1309–1338.
23. Johansson E.M., Gavel D.T. Simulation of stellar speckle imaging // Proc. SPIE. 1994. V. 2200. P. 372–383.
24. Шленов С.А., Кандидов В.П. Формирование пучка филаментов при распространении фемтосекундного лазерного импульса в турбулентной атмосфере. Часть 1. Метод // Оптика атмосф. и океана. 2004. Т. 17, № 8. С. 630–636.
25. Andrews L.C., Phillips R.L. Laser Beam Propagation through Random Medium. 2nd ed. Bellingham, WA: SPIE Press, 2005. 808 p.
26. Лукин В.П., Канев Ф.Ю., Коняев П.А., Фортес Б.В. Численная модель адаптивной оптической системы. Часть 1. Распространение лазерных пучков в атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 1995. Т. 8, № 3. С. 409–418.
27. Dios F., Recolons J., Rodrigues A., Batet O. Temporal analysis of laser beam propagation in the atmosphere using computer-generated long phase screens // Opt. Express. 2008. V. 16, iss. 3. P. 2206–2220.
28. Gebhardt F.G. Atmospheric effects modeling for high-energy laser systems // Proc. SPIE. 1995. V. 2502. P. 101–110.
29. Воронцов М.А., Шмальгаузен В.И. Принципы адаптивной оптики. М.: Наука, 1985. 288 с.