ВВЕДЕНИЕ 4
1 МНОГОКАНАЛЬНЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ 5
2 ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМЫ КОРРЕКЦИИ ТЕПЛОВОГО САМОВОЗДЕЙСТВИЯ 8
2.1 Математическая модель распространения лазерного излучения
при тепловом самовоздействии 8
2.2 Алгоритмы коррекции искажений излучения 9
3 ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ НА МНОГОКАНАЛЬНОЕ ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ 13
3.1 Распространение многоканального излучения в неискажающей среде 13
3.2 Искажения гауссова пучка в условиях теплового самовоздействия 17
3.3 Искажения многоканального лазерного излучения в условиях
теплового самовоздействия 20
3.4 Компенсация теплового самовоздействия многоканального излучения 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 35
В настоящее время большое внимание исследователей в России и за рубежом привлекает проблема передачи энергии оптическим излучением. Для ее решения не всегда возможным является использование одномодового гауссова пучка, т.к. максимальная передаваемая мощность в этом случае ограничивается нелинейными эффектами, возникающими в канале распространения. Снижение плотности мощности и уменьшения влияния искажений возможно за счет увеличения диаметра излучающей апертуры, но для этого необходимо использовать достаточно сложную оптическую систему, включающую несколько линз большого диаметра. Одним из примеров такой системы является оптическая схема Галилея, которая состоит из собирающей и рассеивающей линз. Но и при использовании данной системы возможно возникновение искажений, связанных с нагревом элементов. Кроме этого, при большем нагреве у линзы возникает «эффект банки». То есть холодная линза под резким воздействием высокой температуры может лопнуть.
Второй возможностью снижения плотности мощности является использование мультиканальных систем, которые широко применяется для передачи энергии, информации, а также для определения параметров атмосферы на трассе распространения. В настоящей работе выполнено исследование тепловых искажений излучения, возникающих в мультиканальных системах и развитие методов компенсации указанных аберраций пучков.
В работе было проведено исследование распространения многоканального излучения в условиях свободной дифракции и при развитии теплового самовоздействия на трассе. Также был выполнен анализ эффективности коррекции возникающих искажений с использованием фазового и амплитудно-фазового управления. Полученные результаты позволили сделать следующие выводы:
1. Для коррекции тепловых искажений малой интенсивности, характеризуемых параметром нелинейности с модулем меньшим пяти (Rv | < 5), возможным является использование алгоритма фазового сопряжения, обеспечивающего устойчивый рост плотности мощности в плоскости наблюдения.
2. Увеличение мощности излучения и соответствующее увеличение
модуля параметра нелинейности (5 < |Rv | < 20) приводит к развитию
неустойчивости фазового сопряжения и осцилляциям критерия на объекте фокусировки. Повышение качества излучения на объекте в этом случае достигается за счет амплитудно-фазового управления.
3. Дальнейшее увеличение мощности (|Rv | > 20) не позволяет
компенсировать искажающее воздействие нелинейной среды даже при амплитудно-фазовом управлении.
