Том 30, номер 07, статья № 4

Аннотация:

Предложен метод совместного учета турбулентных (рефракционных) и аэрозольных (рассеивающих) искажений при формировании изображений объектов, подсвеченных лазерным излучением. Метод реализован в рамках совместного решения параболического уравнения и уравнения переноса излучения методом расщепления по физическим факторам. Моделирование турбулентных искажений выполнено на основе традиционного метода фазовых экранов. Моделирование аэрозольного рассеяния основано на разбиении дистанции между объектом и наблюдателем на ограниченное число статистически независимых рассеивающих слоев, для каждого из которых в приближении однократного рассеяния формируется когерентная (для рассеяния вперед) и некогерентная (для рассеяния вперед и назад) компоненты рассеянного поля. Представлены результаты моделирования когерентного и некогерентного изображений объекта, подсвеченного лазерным излучением.

Ключевые слова:

некогерентное изображение, лазерная подсветка, атмосферная турбулентность, аэрозольное рассеяние

Список литературы:

1. Банах В.А., Разенков И.А., Смалихо И.Н. Аэрозольный лидар для исследования усиления обратного атмосферного рассеяния. I. Компьютерное моделирование // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 1. С. 5–11.
2. Банах В.А., Разенков И.А. Аэрозольный лидар для исследования усиления обратного атмосферного рассеяния. II. Конструкция и эксперимент // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 2. С. 113–119.
3. Банах В.А. Моделирование изображения подсвечиваемого лазером рассеивающего слоя в турбулентной атмосфере. // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 4. С. 303–307.
4. Dudorov V.V., Vorontsov M.A., Lachinova S.L., Cunningham S. Numerical techniques for analysis of joint impact of atmospheric turbulence and aerosol scattering effects on imaging systems // Proc. SPIE. 2016. V. 9982. CID: 99820D.
5. Rytov M.S., Kravtsov Yu.A., Tatarskii V.I. Principles of Statistical Radiophysics 4, Wave Propagation through Random Media. Berlin: Springer, 1989. 188 p.
6. Van de Нulst Н.С. Light Scattering by Small Particles. New York: John Wiley & Sons, 1957. 496 p.
7. Bohren C.F., Huffman D.R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. New York: John Wiley & Sons, 1983. 530 p.
8. Калошин Г.А., Матвиенко Г.Г., Шишкин С.А., Анисимов В.И., Бутузов В.В., Жуков В.В. Дальность видимости светодиодных сигнальных огней взлетно-посадочной полосы // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 5. С. 449–454; Kaloshin G.A., Matvienko G.G., Shishkin S.A., Anisimov V.I., Butusov V.V., Zhukov V.V. Visibility range of LED signaling lights of a runway // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 6. P. 580–586.
9. Кандидов В.П. Метод Монте-Карло в нелинейной статистической оптике // Успехи физ. наук. 1996. Т. 166. С. 1309–1338.
10. Vorontsov M.A., Kolosov V.V. Target-in-the-loop beam control: basic considerations for analysis and wave-front sensing // J. Opt. Soc. Am. A. 2005. V. 22. P. 126–141.
11. Марчук Г.И. Методы расщепления. М.: Наука, 1988.  263 с.
12. Дудоров В.В., Колосов В.В., Филимонов Г.А. Алгоритм формирования бесконечных турбулентных экранов для задачи моделирования долговременных лазерных экспериментов в атмосфере // Изв. ТПУ. 2006. Т. 309, № 8. С. 85–89.
13. Dudorov V.V., Filimonov G.A., Kolosov V.V. Algorithm for formation of an infinite random turbulent screen // Proc. SPIE. 2005. V. 6160. CID:61600R.
14. Measures R.M. Laser Remote Sensing: Fundamentals and Applications. New York: John Wiley & Sons, 1984. 521 p.
15. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Современные проблемы оптики атмосферы. Т. 4. Оптика атмосферного аэрозоля. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 256 с.
16. Бакут П.А. Теория когерентных изображений / Под ред.  Н.Д. Устинова.  М.:  Радио  и  связь,  1987.  263 с.
17. Lachinova S.L., Vorontsov M.A., Dudorov V.V., Kolosov V.V., Valley M.T. Anisoplanatic imaging through atmospheric turbulence: Brightness function approach // Proc. SPIE. 2007. V. 6708. P. 67080E.
18. Дудоров В.В., Колосов В.В. Коррекция некогерентных изображений объектов в условиях анизопланатизма турбулентности по опорному источнику излучения различной длины волны // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 5. С. 392–397; Dudorov V.V., Kolosov V.V. Anisoplanatic turbulence correction in incoherent imaging by using reference sources with different wavelengths // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 5. P. 353–358.
19. Лукин В.П., Фортес Б.В. Адаптивное формирование пучков и изображений в атмосфере. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 214 с.
20. Carrano C.J. Speckle Imaging over horizontal paths // Proc. SPIE. 2002. V. 4825. P. 109–120.
21. Dudorov V.V., Vorontsov M.A., Kolosov V.V. Monte Carlo technique vs. brightness function approach for problem of speckle-field propagation through a turbulent medium // Proc. SPIE. 2006. V. 6522. P. 65220N.