Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Оптика атмосферы и океана

2016 год, номер 11

1.
Адаптивная оптическая система для солнечного телескопа, обеспечивающая его работоспособность в условиях сильной атмосферной турбулентности

Л.В. АНТОШКИН1, Н.Н. БОТЫГИНА1, Л.А. БОЛЬБАСОВА1, О.Н. ЕМАЛЕЕВ1, П.А. КОНЯЕВ1, Е.А. КОПЫЛОВ1, П.Г. КОВАДЛО2, Д.Ю. КОЛОБОВ2, А.В. КУДРЯШОВ1, В.В. ЛАВРИНОВ1, Л.Н. ЛАВРИНОВА1, В.П. ЛУКИН1, С.А. ЧУПРАКОВ2, А.А. СЕЛИН1, А.Ю. ШИХОВЦЕВ2
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
lant@iao.ru
2Институт солнечно-земной физики СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 126а
Ключевые слова: астрономия, адаптивная оптика, фазовая коррекция, турбулентность, astronomy, adaptive optics, pahse correction, turbulence
Страницы: 895-904
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Аннотация >>
Изложены новые результаты, полученные в рамках проекта РНФ № 15-19-20013. Проект выполняется с середины 2015 г. Он посвящен решению актуальной задачи развития такой высокотехнологической отрасли, как оптико-электронное приборостроение, основанное на использовании адаптивной оптики для астрономических, лазерных и других приложений.

DOI: 10.15372/AOO20161101
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


2.
Структура турбулентных движений воздуха в шахте главного зеркала Сибирской лидарной станции ИОА СО РАН. Эксперимент и численное моделирование

В.В. НОСОВ, В.П. ЛУКИН, Е.В. НОСОВ, А.В. ТОРГАЕВ
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
nosov@iao.ru
Ключевые слова: турбулентность, когерентная турбулентность, когерентная структура, топологический солитон, численное моделирование когерентных структур, уравнения гидродинамики, уравнения Навье-Стокса, топологические предвестники, turbulence, coherent turbulence, coherent structure, topological soliton, simulation of coherent structures, hydrodynamics equations, Navier-Stokes equations, topological precursors
Страницы: 905-910
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Аннотация >>
Экспериментально и теоретически исследована структура турбулентных движений воздуха в подкупольном помещении (в закрытом помещении шахты главного зеркала диаметром 2,2 м) Сибирской лидарной станции Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН. Исследования необходимы для прогноза искажений лазерного излучения. Представлены результаты экспериментов, выполненных с использованием малогабаритной переносной ультразвуковой метеостанции. Установлены главные теплообменные направления движения воздуха внутри помещения шахты. Теоретические результаты получены путем численного решения краевой задачи для уравнений Навье-Стокса. Показано, что в исследуемом помещении наблюдаются уединенные крупные вихри (когерентные структуры, топологические солитоны), распад которых порождает когерентную турбулентность. Установлено, что в шахте главного зеркала можно ожидать ослабления фазовых флуктуаций оптического излучения и, следовательно, улучшения лидарных оптических изображений. Это повышает эффективность лидарной станции.

DOI: 10.15372/AOO20161102
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


3.
Зависимость эффективности компенсации турбулентных искажений многоканального излучения от метода управления фазой. Повышение эффективности при управлении амплитудой

О.Л. АНТИПОВ1, Ф.Ю. КАНЕВ2, В.П. ЛУКИН2, Н.А. МАКЕНОВА2
1Институт прикладной физики РАН, 603950, г. Нижний Новгород, ГСП-120, ул. Ульянова, 46
antipov@appl.sci-nnov.ru
2Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
kanev@iao.ru
Ключевые слова: многоканальные оптические системы, атмосферная турбулентность, адаптивное управление излучением, фазовое сопряжение, multichannel optical systems, atmospheric turbulence, adaptive control of radiation, phase conjugation
Страницы: 911-917
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Аннотация >>
Представлены результаты численных экспериментов, характеризующие распространение многоканального лазерного излучения в атмосфере, и рассмотрена возможность компенсации турбулентных искажений с использованием фазового управления. Показано, что эффективность адаптивной коррекции зависит от числа каналов системы и точности воспроизведения фазы опорного излучения. Дополнительное увеличение эффективности достигается при регулировании усиления в каждом из каналов, т.е. при переходе к амплитудно-фазовому управлению.

DOI: 10.15372/AOO20161103
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


4.
Аналитические модели высотной зависимости структурной постоянной показателя преломления турбулентной атмосферы для задач адаптивной оптики

Л.А. БОЛЬБАСОВА, В.П. ЛУКИН
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
sla@iao.ru
Ключевые слова: адаптивная оптика, атмосферная турбулентность, скорость ветра, астроклимат, adaptive optics, atmospheric turbulence, wind velocity, site testing
Страницы: 918-925
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Аннотация >>
Представлено сравнение аналитических моделей высотной зависимости структурной постоянной показателя преломления атмосферы как одной из ключевых характеристик для разработки и исследования эффективности систем адаптивной оптики. Предложена модельная зависимость для Байкальской астрофизической обсерватории.

DOI: 10.15372/AOO20161104
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


5.
Численный анализ эволюции фазовых флуктуаций светового поля на входной апертуре адаптивной оптической системы

Л.В. АНТОШКИН, В.В. ЛАВРИНОВ, Л.Н. ЛАВРИНОВА
Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
lant@iao.ru
Ключевые слова: датчик волнового фронта Шэка-Гартмана, модель турбулентности, скорость ветра, Shack-Hartmann wavefront sensor, turbulence model, wind speed
Страницы: 926-933
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

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).

DOI: 10.15372/AOO20161105
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


6.
Расчетное моделирование адаптивной фазовой коррекции регулярных, вихревых и некогерентных многомодовых лазерных пучков без датчика волнового фронта

В.А. БОГАЧЕВ1, С.Г. ГАРАНИН1,2, Ф.А. СТАРИКОВ1,3, Р.А. ШНЯГИН1
1Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, 607190, г. Саров, пр. Мира, 37
bogachev.v@mail.ru
2Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, 115409, г. Москва, Каширское шоссе, 31
garanin@otd13.vniief.ru
3Саровский физико-технический институт, 607186, г. Саров, ул. Духова, 6
fstar@mail.ru
Ключевые слова: адаптивное зеркало, фазовая коррекция лазерного пучка, оптические аберрации, стохастический параллельный градиентный алгоритм, adaptive mirror, phase correction of laser beam, optical aberrations, stochastic parallel gradient algorithm
Страницы: 934-941
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Аннотация >>
Рассмотрен и численно исследован ряд аспектов при фазовой коррекции регулярных и вихревых (спеклованных) лазерных пучков гибким адаптивным зеркалом, управление поверхностью которого осуществляется с помощью стохастического параллельного градиентного (СПГ) алгоритма без использования датчика волнового фронта. Показано, что оптимальный выбор целевой функции и базисных функций позволяет повысить точность фазовой коррекции и скорость сходимости СПГ-алгоритма. Продемонстрирована возможность частичной фазовой коррекции некогерентного многомодового излучения, которую можно реализовать, например, в лазерном резонаторе с оптически неоднородной активной средой.

DOI: 10.15372/AOO20161106
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


7.
Исследование распространения и адаптивно-оптической коррекции лазерного пучка на изолированной от внешнего воздействия атмосферной трассе

В.Ю. ВЕНЕДИКТОВ1,2, Д.В. ВЕНЕДИКТОВ2, А.В. ГОРЕЛАЯ1, А.Д. ДМИТРИЕВА3, Д.И. ДМИТРИЕВ4, А.В. КУДРЯШОВ5, И.Л. ЛОВЧИЙ6, А.Д. ЦВЕТКОВ6, Е.В. ШАЛЫМОВ1, Ю.В. ШЕЛДАКОВА5, Е.В. ШУБЕНКОВА1
1Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет, 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 5
vlad_venediktov@yahoo.com
2Санкт-Петербургский государственный университет, 198504, г. Санкт-Петербург, ул. Ульяновская, 3
3Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет, 188540, г. Сосновый Бор, Ленинградская область, п/я 23
4НИИ оптико-электронного приборостроения
5ООО «Активная оптика НайтН», 115407, г. Москва, ул. Судостроительная, д. 18, корп. 5
6НИИ оптико-электронного приборостроения, 188540, г. Сосновый Бор, Ленинградская область, п/я 23
Ключевые слова: адаптивная оптика, атмосферная трасса, аберрации волнового фронта, датчик волнового фронта, adaptive optics, atmospheric beamlet, wavefront aberrations, wavefront sensor
Страницы: 942-948
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Аннотация >>
Рассмотрена работа адаптивной оптической системы и ее компонентов на искусственной атмосферной трассе, которая позволяет оказывать контролируемое и воспроизводимое воздействие на излучение вдоль пути его распространения. В статье представлены результаты экспериментальных исследований искажений волнового фронта полихроматического излучения с помощью двух датчиков волнового фронта Шака-Гартмана (Shack-Hartmann). Проведено качественное и количественное сравнение параметров волнового фронта, выявлена взаимосвязь между параметрами волнового фронта и длиной волны излучения для различных длин атмосферного тракта.

DOI: 10.15372/AOO20161107
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


8.
Алгоритм управления адаптивной оптической системой на основе минимизации радиуса фокального пятна

Д.А. ЯГНЯТИНСКИЙ, Д.М. ЛЯХОВ, А.Н. БОРШЕВНИКОВ, В.Н. ФЕДОСЕЕВ
НИИ НПО «ЛУЧ», 142100, г. Подольск, ул. Железнодорожная, 24
day@luch.podolsk.ru
Ключевые слова: алгоритм управления, адаптивная оптическая система, фокальное пятно, численное моделирование, волновой фронт, аберрации второго порядка, control algorithm, adaptive optical system, focal spot, numerical modeling, wave front, second order aberration
Страницы: 949-953
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Аннотация >>
Предложен алгоритм управления адаптивной оптической системой, работающий по фокальному пятну от светового пучка. Алгоритм основан на аналитической зависимости между радиусом пятна и изменением формы поверхности деформируемого зеркала. Показано, что алгоритм обеспечивает эффективное модальное управление при компенсации аберраций второго порядка. Расчетно-экспериментальное моделирование подтвердило работоспособность алгоритма.

DOI: 10.15372/AOO20161108
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


9.
Топология плазмон-поляритонных вихрей на адаптивном зеркале

И.В. ДЗЕДОЛИК, В.С. ПЕРЕСКОКОВ
Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, 295007, г. Симферополь, пр. Академика Вернадского, 4
dzedolik@crimea.edu
Ключевые слова: адаптивное зеркало, поверхностный плазмон-поляритон, плазмон-поляритонные вихри, adaptive mirror, surface plasmon-polariton, plasmon-polariton vortices
Страницы: 954-959
Подраздел: АДАПТИВНАЯ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

Аннотация >>
На поверхности металлического слоя адаптивного зеркала при падении объемной электромагнитной волны могут возбуждаться TM -моды поверхностных плазмон-поляритонов (ППП). На возбуждение мод ППП расходуется часть энергии падающей волны. При отражении ТМ -мод ППП от границ деформированных областей на поверхности металлического слоя адаптивного зеркала возбуждаются E-моды ППП. Суперпозиция ТМ -мод и Е -мод приводит к образованию вихрей ППП в сингулярных точках интерференционного поля. Топология вихрей ППП меняется в зависимости от кривизны границ деформированных областей на поверхности адаптивного зеркала. При этом в компонентах вектора Пойнтинга ППП-вихри появляются и исчезают, а на волновом фронте отраженной от адаптивного зеркала волны возникают винтовые дислокации в сингулярных точках поля. Возникновение вихрей ППП на металлической поверхности зеркала необходимо учитывать при расчетах параметров коррекции волнового фронта в адаптивных системах.

DOI: 10.15372/AOO20161109
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


10.
О результатах двухточечных измерений аэрозольной оптической толщи атмосферы в нескольких регионах России

Д.М. КАБАНОВ1, Г.С. ЖАМСУЕВА2, А.С. ЗАЯХАНОВ2, Г.И. КОРНИЕНКО3, С.А. НАГУСЛАЕВ2, А.Н. ПАВЛОВ4, М.В. ПАНЧЕНКО1, Д.А. ПЕСТУНОВ1, С.М. САКЕРИН1, К.А. ШМИРКО5,6
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, 634055, г. Томск, пл. Академика Зуева, 1
dkab@iao.ru
2Институт физического материаловедения СО РАН, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 8
lrf@ipms.bscnet.ru
3Уссурийская астрофизическая обсерватория ДВО РАН, 692533, с. Горнотаёжное, Приморский край, Уссурийский район
kornienko@utl.ru
4Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН
anpavlov@iacp.dvo.ru
5Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Радио, 5
shmirko.konstantin@gmail.com
6Дальневосточный федеральный университет, 690950, г. Владивосток, ул. Суханова, 8
Ключевые слова: аэрозольная оптическая толща, общее влагосодержание, влияние города, фоновый район, aerosol optical depth, column water vapor, city effect, background area
Страницы: 960-971
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Аннотация >>
Рассматриваются результаты двухточечных измерений аэрозольной оптической толщи атмосферы в Приморье (Владивосток - с. Горнотаёжное, расстояние 60 км), в районе г. Томска (Академгородок - обсерватория «Фоновая», 60 км), на западном и восточном берегах оз. Байкал (~ 69 км). Показывается, что во Владивостоке уровень замутнения атмосферы выше, чем в районе, удаленном вглубь континента. Причем основной вклад в имеющиеся различия обусловлен большим содержанием в атмосфере над Владивостоком (в сравнении с с. Горнотаёжное) грубодисперсного аэрозоля, по-видимому, морского происхождения. Различия между пунктами измерений в двух других регионах не превышают погрешности определения аэрозольной оптической толщи.

DOI: 10.15372/AOO20161110
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


11.
Влияние солнечной активности на температуру в приземном слое

В.А. ТАРТАКОВСКИЙ
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, 10/3
trtk@list.ru
Ключевые слова: вынуждающее воздействие, синхронность, скрытые составляющие, forcing factor, synchronicity, latent components
Страницы: 972-979
Подраздел: ОПТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И БАЗЫ ДАННЫХ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

Аннотация >>
Рассматриваются ряды температуры с 818 метеостанций Северного полушария Земли и ряд солнечной активности, характеризуемой числами Вольфа, за период с 1955 по 2010 г. Вводятся действующие разнонаправленно составляющие рядов, обладающие экстремальными свойствами. Подтверждается наличие разнообразных связей между солнечной активностью и температурой. Выявлены условия их возникновения. Разработанный подход целесообразно применять для развития анализа наблюдений и аналитических преобразований.

DOI: 10.15372/AOO20161111
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


12.
Об определении нижней границы облачности по цифровой стереосъемке с поверхности Земли

А.И. ЧУЛИЧКОВ1,2, М.С. АНДРЕЕВ1,2, Г.С. ГОЛИЦЫН2, Н.Ф. ЕЛАНСКИЙ2, А.П. МЕДВЕДЕВ2, О.В. ПОСТЫЛЯКОВ2
1Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119991, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 2
achulichkov@gmail.com
2Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, 119017, г. Москва, Пыжевский пер., 3
andreevmaxim@gmail.com
Ключевые слова: облачность, нижняя граница облачности, измерение характеристик облачности, дистанционное зондирование, стереосъемка, сlouds, cloud base, measuring the characteristics of the cloud, remote sensing, stereoscopic
Страницы: 980-986
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Исследован метод измерения высоты нижней границы облаков по стереопаре их изображений, полученных с помощью двух цифровых фотокамер. Предложен метод определения параметров ориентации фотокамер по ночным изображениям звездного неба. Для вычисления расстояния до облака используется сдвиг изображения фрагмента облака как целого. Выделение выбранного фрагмента на фотографиях выполняется с применением методов морфологического анализа изображений. При стереобазе 60 м и съемке с разрешением 1200 пикселей в поле зрения 60 погрешность не превышает 10% при высоте облаков менее 4 км. Оптимизация параметров фотосъемки, в том числе увеличение стереобазы, может существенно повысить достигнутую точность определения высоты нижней границы облачности. Приведены примеры определения нижней границы облачности на макете экспериментальной установки в сравнении с данными лазерного дальномера.

DOI: 10.15372/AOO20161112
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


13.
О применимости асимптотических формул восстановления параметров «оптической» турбулентности из данных импульсного лидарного зондирования. II. Результаты численного моделирования

В.В. ВОРОБЬЕВ
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, 119017, г. Москва, Пыжевский пер., 3
Ключевые слова: лидары, турбулентность, усиление обратного рассеяния, уравнения Вольтерра и Абеля, lidar, turbulence, backscattering enhancement, Volterra equations and Abel equations
Страницы: 987-993
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
В численном эксперименте исследована применимость сформулированных в первой части статьи формул. Показано, что геометрооптическое приближение применимо только на коротких трассах протяженностью в сотни раз меньше, чем соответствующие дифракционные длины. Ограничения обусловлены осцилляциями ядра исходного интегрального уравнения. Они приводят к сильным осцилляциям третьей производной измеренных данных. Формулы, основанные на асимптотической формуле ядра для точечного приемника, мало чувствительны к осцилляциям измеренных данных. Применение формул для точечного приемника, в случае приемников конечного радиуса, приводит к сглаживанию восстановленных распределений и их сдвигу относительно заданных. Предложена методика учета этих факторов при восстановлении. Вместе со сглаживанием восстановленных распределений применение приближения точечного приемника приводит к частичной потере в восстановленных данных информации о спектре турбулентности. Это позволяет упростить процедуру восстановления, сведя ее к вычислению обычных производных второго порядка.

DOI: 10.15372/AOO20161113
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину


14.
Беспилотный измеритель вертикальных профилей метеопараметров в пограничном слое атмосферы

С.А. КУРАКОВ1, В.В. ЗУЕВ1,2
1Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, 634055, г. Томск, пр. Академический, 10/3
ksa@imces.ru
2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30
vvzuev@imces.ru
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, портативная метеостанция, вертикальные профили метеопараметров атмосферы, an unmanned aerial vehicle, portable weather station, vertical profiles of the meteorological parameters of the atmosphere
Страницы: 994-999
Подраздел: АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ОПТИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация >>
Предложен метод измерения вертикальных профилей метеопараметров с помощью портативной автоматической электронной метеостанции, установленной на беспилотном летательном аппарате (ПЭМС-БПЛА). Дано описание аппаратуры, приведены результаты полевых испытаний, рассмотрены перспективы развития ПЭМС-БПЛА.

DOI: 10.15372/AOO20161114
Добавить в корзину
Товар добавлен в корзину