Дан анализ возможностей пространственно-временной фильтрации корреляционной функции интенсивности лазерного пучка в турбулентной атмосфере в режиме сильных флуктуаций. Показано, что, несмотря на значительные искажения в высокочастотной области пространственно-временного спектра по сравнению с режимом слабых флуктуаций интенсивности, увеличение временного разноса кадров позволяет разделить вклады от различных участков трассы. Показано, что характерные масштабы спектральных откликов заметно отличаются для разных точек трассы, что делает возможным извлечение информации о профиле ветра.
Изучен класс энергетических световых структур в физике нелинейных волн – дифракционно-лучевые трубки в самофокусирующей диссипативной среде. Показано, что их взаимодействие вдоль дистанции распространения мощного фемтосекундного лазерного изучения формирует устойчивые по физическим характеристикам области локализации световой энергии – филамент и постфиламентационнный световой канал, а также энергетически консервативную периферию. Стабилизация границ филамента и канала обеспечивается дополнительным, имеющим дифракционную природу, поджатием со стороны периферии. С использованием данной концепции объяснены зависимости длины филаментации лазерного импульса от мощности и радиуса пучка, факт сохранения высокой интенсивности в постфиламентационном световом канале.
Теоретически рассмотрена проблема транспортировки энергии мощного лазерного излучения на длине волны 10,6 мкм в атмосфере в условиях проявления ее тепловой и ветровой нелинейностей. Исследованы мощностные характеристики непрерывного и импульсно-периодического излучения при распространении на приземной километровой атмосферной трассе при жесткой фокусировке на приемник. Определены основные факторы, оказывающие наибольшее влияние на распространение силового излучения. Установлено, что при использовании цуга маломощных коротких импульсов с достаточно высокой частотой следования за счет эффекта светоиндуцированного «просветления» газовой среды удается снизить нежелательное влияние тепловой дефокусировки. Обсуждаются вопросы масштабирования оптических трасс с точки зрения их эквивалентности по проявлению эффектов тепловой нелинейности.
Представлен алгоритм моделирования распространения лазерного пучка в турбулентной атмосфере в условиях теплового самовоздействия для случая, когда пучок формируется многоэлементной апертурой. Рассматривается когерентное и некогерентное сложение элементарных полей многоэлементной апертуры. На основе численного моделирования проанализированы свойства многоэлементного пучка в сравнении с эквивалентным гауссовым пучком. Показано, что при когерентном сложении в результате суперпозиции полей, формируемых отдельными элементами выходной апертуры, возникает сложная дифракционная картина. Средние значения максимальной интенсивности, как гауссова пучка, так и многоэлементного пучка, мало отличаются друг от друга, когда параметр нелинейности Nc > 1. В условиях сильной турбулентности и сильной нелинейности интегральные характеристики излучения многоэлементных пучков близки к характеристикам гауссова пучка, эффективный размер которого определяется размерами многоэлементного пучка. Интенсивность многоэлементных пучков в турбулентной атмосфере флуктуирует при некогерентном сложении полей меньше, чем при когерентном.
В.И. КОЗИНЦЕВ, С.Е. ИВАНОВ, М.Л. БЕЛОВ, В.А. ГОРОДНИЧЕВ
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана НИИ радиоэлектроники и лазерной техники,
107005, г. Москва, ул. 2-я Бауманская, 5
ekomonit@bmstu.ru, ivanov_sergey2@mail.ru
Ключевые слова: мгновенная скорость и направление ветра, лазерный дистанционный метод
Страницы: 381-384 Подраздел: ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ АТМОСФЕРЫ, ГИДРОСФЕРЫ И ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ
Рассмотрен лазерный метод приближенного измерения мгновенной скорости и направления ветра в атмосфере. Показано, что анализ пространственных реализаций объемного коэффициента обратного аэрозольного рассеяния атмосферы позволяет получить приближенное значение мгновенной скорости ветра с погрешностью ~ 20–30% для модуля и ~ 25–30° для направления ветра.
Впервые в приближении физической оптики получено численное решение задачи рассеяния света на хаотически ориентированных гексагональных кристаллах. Показана возможность определения размеров и формы гексагональных ледяных кристаллов перистых облаков по величине деполяризационного отношения лидарных сигналов.
Приводятся результаты экспериментального исследования гистерезиса фазового перехода в стали Ст. 3 при взрывном нагружении путем регистрации профилей ударных волн сжатия и разрежения с помощью манганиновых датчиков и измерения остаточной температуры образца калориметрическим способом. Анализируется связь гистерезиса обратного α→ ε-перехода с амплитудой ударной волны разрежения и остаточной температурой образца.
Предложена упругопластическая дилатансионная модель, описывающая поведение геоматериалов в процессе деформирования. Параметры модели подобраны на основе обработки результатов трехосных испытаний образцов геоматериалов на сжатие. Необходимый цифровой материал представлен в табличной форме для песчаников, гранитов, алевролитов, мраморов, известняков, диабазов и диоритов.
В рамках геометрически нелинейной теории Маргерра – Власова проведен анализ начального закритического деформирования тонкой конической оболочки. Показано, что неосесимметричная бифуркация форм равновесия и тем самым способ потери устойчивости зависят от распределения по поверхности оболочки малых возмущений давления в окрестности спектра критических давлений. Предложен алгоритм, позволивший обнаружить ранее неизвестные устойчивые неосесимметричные закритические формы, равновесия конической оболочки.
Дано приближенное решение задачи о двуосном растяжении толстой пластины (плоская деформация) с круговым отверстием из упрочняющегося упругопластического материала. Используется теория пластического течения при трансляционном упрочнении, предложенная А. Ю. Ишлинским. Решение проведено методом малого параметра.
