Измерение интенсивности турбулентности на трассе беспроводной передачи энергии лазерным излучением

Цель настоящей работы – изучение влияния атмосферных искажений на качество лазерного пучка, предназначенного для беспроводной передачи энергии и информации. Актуальность исследования обусловлена широким применением когерентного излучения в современных оптических системах и, как следствие, необходимостью компенсации турбулентных искажений. Для достижения поставленной цели использовались методы численного эксперимента, в частности, была построена модель прибора, предназначенного для измерения интенсивности атмосферной турбулентности и проведено исследование его работы в различных условиях. С использованием модели выполнено сравнение точности дифференциальной и одноканальной методик определения структурной постоянной и радиуса Фрида – параметров, характеризующих турбулентность. Кроме этого, в численном эксперименте регистрировались атрибуты пучка, которые достаточно сложно получить в натурных исследованиях. В результате выполненного анализа было показано, что структурная постоянная, так же, как и интегральные параметры излучения, не является исчерпывающей характеристикой процесса распространения излучения в атмосфере. Для более полного представления об искажениях необходимо получение дополнительных данных. Так, о неоднородностях волнового фронта могут нести информацию оптические вихри – особые точки, возникающие при распространении пучка в случайно-неоднородной среде. Было определено влияние условий распространения на количество вихрей, и получена их статистика.