Том 38, номер 08, статья № 2

Аннотация:

В численном эксперименте определена зависимость от времени и характеристик среды интегральных (радиус, смещение энергетического центра) и локальных (интенсивность в точке) параметров лазерного излучения, распространяющегося в турбулентной атмосфере. Выполнено разложение вычисленных функций в тригонометрический ряд Фурье, получена оценка точности разложения. Математические модели оформлены в виде нескольких программных приложений, с использованием которых установлена зависимость частоты спектральных компонент от скорости ветра и внутреннего масштаба турбулентности. Результаты исследования могут применяться при проектировании систем адаптивной оптики, в частности при задании необходимого быстродействия коррекции атмосферных искажений, являющегося одной из основных характеристик блока управления лазерным пучком.

Ключевые слова:

адаптивная оптика, атмосферная турбулентность, численный эксперимент, тригонометрический ряд Фурье

Список литературы:

1. Tyson R.K., Fraziar B.W. Principles of Adaptive Optics. 5th ed. Boca Raton: CRC Press, 2022. 356 p. DOI: 10.1201/9781003140191.
2. Воронцов М.А., Шмальгаузен В.И. Принципы адаптивной оптики. М.: Наука, 1985. 335 с.
3. Лукин В.П. Атмосферная адаптивная оптика. Новосибирск: Наука, 1986. 248 с.
4. 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.
5. Huonker M., Waibel G., Giesen A., Huegel H. Fast and compact adaptive mirror // Proc. SPIE. 1997. V. 3097. P. 310–319. DOI: 10.1117/12.281090.
6. Keitel B., Plonjes E., Kreis S., Kuhlmann M., Tiedtke K., Mey T., Scha B., Mann K. Hartmann wavefront sensors and their application at FLASH // J. Synchrotron. Radiat. 2016. V. 23. P. 43–49. DOI: 10.1107/S1600577515020354.
7. Vorontsov M.A., Polnau E. A framework for iterative phase retrieval technique integration into atmospheric adaptive optics – Part II: High resolution wavefront control in strong scintillations // Photonics. 2025. V. 185, N 12. P. 1–42. DOI: 10.3390/photonics12030185.
8. Kudryashov A., Rukosuev A., Samarkin V., Galaktionov I., Kopylov E. Fast adaptive optical system for 1.5 km horizontal beam propagation // Proc. SPIE. 2018. V. 0772. P. 107720V-1–107720V-8. DOI: 10.1117/12.2324273.
9. Рукосуев А.Л., Белоусов В.Н., Никитин А.Н., Шелдакова Ю.В., Кудряшов А.В., Богачев В.А., Волков М.В., Гаранин С.Г., Стариков Ф.А. Быстрая адаптивная оптическая система для коррекции волнового фронта лазерного излучения, искаженного атмосферной турбулентностью // Квант. электрон. 2020. Т. 50, № 8. C. 707–709.
10. Лукин В.П. Требования к динамическим характеристикам систем адаптивной оптики // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 12. С. 993–1001. DOI: 10.15372/AOO20211211; Lukin V.P. Requirements for dynamic characteristics of adaptive optics systems // Atmos. Ocean. Opt. 2022. V. 35, N 3. P. 218–225.
11. Fleck J., Morris J., Feit M. Time-dependent propagation of high energy laser beams through the atmosphere // Appl. Phys. A. 1976. V. 10, N 2. P. 129–141.
12. Коняев П.А., Тартаковский Е.А., Филимонов Г.А. Численное моделирование распространения оптических волн с использованием технологий параллельного программирования // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 5. С. 359–365; Konyaev P.A., Tartakovskii E.A., Filimonov G.A. Computer simulation of optical wave propagation with the use of parallel programming // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 4, N 5. P. 425–431.
13. Коняев П.А. Компьютерное моделирование адаптивной оптики атмосферных лазерных систем // Автометрия. 2012. Т. 48, № 2. С. 13–20.
14. Konyaev P.A., Lukin V.P. Computational algorithms for simulations in atmospheric optics // Appl. Opt. 2016. V. 55, N 12. P. B107–B112.
15. Лукин В.П., Фортес Б.В. Адаптивное формирование пучков и изображений в атмосфере. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. 212 с.
16. Канев Ф.Ю., Лукин В.П. Адаптивная оптика. Численные и экспериментальные исследования. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2005. 250 с.
17. Математический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1988. 847 с.
18. Трельсен Э. Модель COM и применение ATL 3.0. СПб.: БХВ, 2000. 928 с.