Том 29, номер 11, статья № 5

Аннотация:

Представлен новый алгоритм для формирования случайных фазовых экранов, применяемых при численном решении задачи распространения лазерного излучения в турбулентной атмосфере. Разработанная на основе данного алгоритма численная модель эволюции фазовых флуктуаций светового поля на входной апертуре адаптивной системы позволяет оценить временную трансформацию неоднородностей атмосферы, которая включает в себя также мелкомасштабные флуктуации ветра, присутствующие в реальной атмосфере наряду с ветровым переносом турбулентных неоднородностей. С использованием численной модели проведены исследования корреляционного метода, вычисляющего скорость поперечного ветрового переноса турбулентности по измерениям датчика волнового фронта Шэка–Гартмана (Shack–Hartmann).

Ключевые слова:

датчик волнового фронта Шэка–Гартмана, модель турбулентности, скорость ветра

Список литературы:

1. Лукин В.П. Динамические характеристики адаптивных оптических систем // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 11. С. 1027–1035.
2. Антошкин Л.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Лукин В.П., Туев М.В. Особенности опережающей коррекции турбулентных искажений по измерениям датчика Шэка–Гартмана // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 11. С. 1042–1047; Antoshkin L.V., Lavrinov V.V, Lavrinova L.N, Lukin V.P., Tuev M.V. Peculiarities of forestalling correction of the turbulent distortions according to measurements of the Shack–Hartmann sensor // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 24, N 3. P. 313–318.
3. Лавринов В.В., Копылов Е.А., Лукин В.П. Разработка эффективных алгоритмов управления адаптивными оптическими системами для астрономических приборов и лазерных оптоэлектронных систем // Сб. трудов V науч.-техн. конф. ОАО «ГСКБ «Алмаз–Антей», Москва, 25–27 сентября, 2014. С. 476–483.
4. Татарский В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1967. 548 с.
5. Гурвич А.С., Кон А.И. Миронов В.Л., Хмелевцов С.С. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1976. 277 с.
6. Воронцов М.А., Шмальгаузен В.И. Принципы адаптивной оптики. М.: Наука, 1985. 336 с.
7. Пикулев С.В., Семенков В.В., Черных А.В., Шанин О.И., Щипалкин В.И. Испытания адаптивной оптической системы на модельной атмосферной турбулентной трассе // Автометрия. 2012. Т. 48, № 2. С. 67–75.
8. Носов В.В., Ковадло П.Г., Лукин В.П., Торгаев А.В. Атмосферная когерентная турбулентность // Оптика атмосф. и океана. 2012. Т. 25, № 9. С. 753–759; Nosov V.V., Kovadlo P.G., Lukin V.P., Torgaev A.V. Atmospheric coherent turbulence // Atmos. Ocean. Opt. 2013. V. 26, N 3. P. 201–206.
9. Лукин В.П., Носов В.В., Носов В.Е., Торгаев А.В. Причины проявления неколмогоровской турбулентности в атмосфере // Успехи современного естествознания. 2014. № 12. С. 369–377.
10. Toselli I. Introducing the concept of anisotropy of different scales for modeling optical turbulence // J. Opt. Soc. Amer. A. 2014. V. 31, N 8. P. 1868–1875.
11. Vernin J., Roddier F. Experimental determination of two-dimensional spatiotemporal power spectra of stellar light scintillation. Evidence for a multilayer structure of the air turbulence in the upper troposphere // J. Opt. Soc. Amer. 1973. V. 63, N 3. P. 270–273.
12. Рукосуев А.Л., Кудряшов А.В., Лылова А.Н., Самаркин В.В., Шелдакова Ю.В. Адаптивная оптическая система для коррекции волнового фронта в реальном времени // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 2. С. 189–195; Rukosuev A.L., Kudryashov A.V., Lylova A.N., Samarkin V.V., Sheldakova Yu.V. Adaptive optics system for real-time wavefront correction // Atmos. Ocean Opt. 2015. V. 28, N 4. P. 381–386.
13. Лукин В.П., Ботыгина Н.Н., Емалеев О.Н., Корольков В.П., Лавринова Л.Н., Насыров Р.К., Полещук А.Г., Черкашин В.В. Датчик Шэка–Гартмана на основе растра низкоапертурных внеосевых дифракционных линз // Автометрия. 2009. Т. 45, №2. С. 88–98.
14. Антошкин Л.В., Голенева Н.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н. Метод вычисления поперечных составляющих скорости ветра на входной апертуре адаптивной системы по измерениям датчика волнового фронта Шэка–Гартмана // Автометрия. 2015. T. 51, № 6. С. 63–69.
15. Антошкин Л.В., Лавринов В.В., Лавринова Л.Н., Лукин В.П. Дифференциальный метод в измерении параметров турбулентности и скорости ветра датчиком волнового фронта // Оптика атмосф. и океана. 2008. Т. 21, № 1. С. 75–80.
16. Банах В.А., Велов В.В., Землянов А.А. Креков Г.М., Лукин В.П., Матвиенко Г.Г., Суханов А.Я., Фалиц А.В. Распространение оптических волн в неоднородных, случайных, нелинейных средах / Под ред. Землянова А.А. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2012. 402 с.
17. Дудоров В.В., Колосов В.В., Филимонов Г.А. Алгоритм формирования бесконечных турбулентных экранов для моделирования долговременных лазерных экспериментов в атмосфере // Известия ТПУ. 2006. Т. 309, № 8. С. 85–89.
18. Лукин В.П., Фортес Б.В. Адаптивное формирование пучков и изображений в атмосфере. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 211 с.
19. Киселев В.Ю., Берченко Е.А., Филатов А.С., Коняев П.А., Лавринова Л.Н., Лукин В.П. Имитатор фазовых искажений волнового фронта // Фотоника. 2014. Т. 46, № 4. С. 34–49.