Том 37, номер 12, статья № 12

Аннотация:

В статье приводятся основные результаты исследований энергетических и временных характеристик передачи лазерных импульсов в диапазоне от 0,36 до 1,55 мкм на горизонтальных и наклонных горных трассах длиной от 0,05 до 8,5 км на высотах от 1100 до 2100 м на научно-исследовательском полигоне Института лазерной физики СО РАН «Кайтанак» в Горном Алтае. Измерены характеристики оптических помех в УФ-А-диапазоне на разных высотах. Получены экспериментальные оценки приема оптических сигналов в диапазоне 0,36–0,45 мкм на беспилотном летательном аппарате при удалении до 1,5 км от наземных лазерных излучателей. Приведены параметры ретрорефлекторов после длительной эксплуатации в течение нескольких лет на удаленных горных постаментах. Полученные данные открывают новые возможности построения систем лазерного экологического мониторинга для дистанционного контроля опасных деформаций горных склонов и камнепадов, накопления снега, возникновения пожаров, ураганов и т.п.

Ключевые слова:

лазерная атмосферная линия, оптические помехи, оптические ретрорефлекторы, оптическая связь с БПЛА, лазерный экологический мониторинг

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Батраков А.С., Бутусов М.М., Гречка Г.П., Лукьянов Д.П., Корниенко А.А. Лазерные измерительные системы. М.: Радио и связь, 1981. 456 с.
2. Самохвалов И.В., Копытин Ю.Д., Ипполитов И.И. Лазерное зондирование тропосферы и подстилающей поверхности. Новосибирск: Наука, 1987. 262 с.
3. Орлов В.М., Самохвалов И.В., Креков Г.М., Миронов В.Л., Балин Ю.С., Банах В.А., Белов М.Л., Копытин Ю.Д., Лукин В.П. Сигналы и помехи в лазерной локации / под ред. В.Е. Зуева. М.: Радио и связь, 1985. 264 с.
4. Кабанов М.В. Региональный мониторинг атмосферы. Ч. 1. Научно-методические основы / под общ. ред. В.Е. Зуева. Томск: изд-во «Спектр» Института оптики атмосферы СО РАН, 1997. 211 с.
5. Козинцев В.И., Орлов В.М., Белов М.Л., Городничев В.А., Стрелков Б.В. Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 528 с.
6. Козинцев В.И., Белов М.Л., Орлов В.М., Городничев В.А., Стрелков Б.В. Основы импульсной лазерной локации: учебное пособие / под ред. В.Н. Рождествина. 2-е изд., перераб. и доп.: М.: МГТУ им. Баумана, 2010. 574 с.
7. Банах В.А., Белов В.В., Землянов А.А., Креков Г.М., Лукин В.П., Матвиенко Г.Г., Носов В.В., Суханов А.Я., Фалиц А.В. Распространение оптических волн в неоднородных, случайных, нелинейных средах / под общ. ред. д.ф.-м.н., проф. А.А. Землянова. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2012. 401 с.
8. Родионов И.Д., Родионов А.И., Родионова И.П., Шестаков Д.В., Песков В.Д., Егоров В.В., Калинин А.П., Матвеева Н.А. Прохождение УФ-С, видимого и ближнего инфракрасного излучений через атмосферу // Химическая физика. 2019. Т. 38, № 7. С. 30–36. DOI: 10.1134/S0207401X19070136.
9. Медведев А.В., Гринкевич С.Н., Князева А.В. Особенности приборов солнечно-слепого УФ-диапазона спектра // Фотоника. 2021. Т. 15, № 6. С. 502–525. DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2021.15.6.502.524.
10. Поллер Б.В., Бритвин А.В., Борисов Б.Д., Коломников Ю.Д., Коняев С.И., Кусакина А.Е., Шергунова Н.А., Курочкин В.Л., Зверев А.В., Курочкин Ю.В., Плюсин В.Ф. Характеристики энергоинформационной модели и методов построения телекоммуникационной и квантово-криптографической лазерной системы спутниковой связи // Проблемы информатики. 2013. Т. 18, № 1. С. 69–75.
11. Канев Ф.Ю., Аксенов В.П., Макенова Н.А., Веретехин И.Д. Оценка возможности передачи информации с использованием оптических вихрей при наличии фона, сформированного массивом случайно расположенных дислокаций // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 9. С. 716–725. DOI: 10.15372/ AOO20210908; Kanev F.Yu., Aksenov V.P., Makenova N.A., Veretekhin I.D. Estimation of the possibility of information transfer using optical vortices in the presence of a background formed by an array of randomly located dislocations // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 3. P. 202–211.
12. Хайретдинов М.С., Поллер Б.В., Бритвин А.В. Акустооптическая двухлучевая лазерная измерительная линия // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2017. Т. 4, № 1. С. 235–239.
13. Britvin A.V., Borisov B.D., Poller B.V., Poller A.B., Khairetdinov M.S., Khokhryakov A.S. Highly sensitive detection of infrasonic oscillations in the atmosphere using synchronous laser lines with a frequency standard // Modern Problems of Laser Physics –MPLP-2021: The IX International Symposium Technical Digest. Novosibirsk: ООО Ofset-ТМ, 2021. P. 120–130.
14. Белов В.В., Тарасенков М.В., Познахарев Е.С., Федосов А.В., Абрамочкин В.Н. Оптическая загоризонтная связь. Полевые, лабораторные и численные эксперименты в России в 2012–2022 гг. // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 10. С. 787–798. DOI: 10.15372/AOO20231001; Belov V.V., Tarasenkov M.V., Poznakharev E.S., Fedosov A.V., Abramochkin V.N. Non-line-of-sight optical communication: Field, laboratory, and numerical experiments in Russia in 2012–2022 // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N S1. P. S1–S12.
15. Raj A.A.B., Krishnan P., Darusalam U., Kaddoum G., Ghassemlooy Z., Abadi M.M., Majumdar A.K., Ijaz M.A. Review–unguided optical communications: Developments, technology evolution, and challenges // Electronics. 2023. V. 12. P. 1922. DOI: 10.3390/ electronics12081922.
16. Khawaja W., Guvenc I., Matolak D.W., Fiebig U.-C., Schneckenburger N. A survey of air-to-ground propagation channel modeling for unmanned aerial vehicles // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2019. V. 21, N 3. P. 2361–2391. DOI: 10.1109/COMST. 2019.2915069.
17. Тарасенков М.В., Познахарев Е.С., Белов В.В. Оценка качества канала атмосферной оптической связи на рассеянном излучении между земной поверхностью и беспилотным летательным аппаратом // XXVIII Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы». Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2022. C. 203–207. DOI: 10.56820/OAOPA.2022.71.50.001.
18. Abdelfatah R., Alshaer N., Ismail T. A review on pointing, acquisition, and tracking approaches in UAV-based FSO communication systems // Opt. Quant. Electron. 2022. V. 54. P. 571. DOI: 10.1007/s11082-022-03968-2.
19. Britvin A.V., Nikitenko N.S., Shahov N.V., Poller B.V., Poller A.B. Characteristics of optical planar fiber luminescent antennas for laser telecommunications // Proc. of 2023 IEEE XVI International Scientific and Technical Conference Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE), Novosibirsk, 2023. P. 1380–1383. DOI: 10.1109/APEIE59731.2023. 10347581.
20. Tarasenkov M.V., Poznakharev E.S., Fedosov A.V. Non-line-of-sight atmospheric optical communication in the visible wavelength range between UAV and the ground surface // Atmosphere. 2024. V. 15, N 1. P. 21. DOI: 10.3390/atmos15010021.