Способ измерения структурной постоянной показателя преломления атмосферы Советский патент 1984 года по МПК G01N21/41 

Изобретение относится к атмосферной оптике и может быть испольэ вано для измерения оптических характеристик атмосферы. Известен способ измерения струк турной постоян гай показателя преломления атмосферы С по размытию дифракционной картины в фокусе линзы, согласно которому в атмосферу посыпают лазерное излучение, принимают его., фокусируют и измеряют среднюю ширину дифракционной картины в фокусе с помощью медленно движущейся щели, ширина которой много меньше, чем размер этой дифракционной картины, причем скорость движения щели в минуту близка к ширине щели, а время сканирования всего изображения равн десяти и более минутам 1J . Одним из основных недостатков этого способа является то, что за время сканирования турбулентность может изменяться и привести к значительным ошибкам измерения С, . Кроме того, влияние медленной боковой рефракции воспринимается как размытие изображения и также увеличивают ошибку. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является сп соб измерения структурной постоянн показателя преломления 2 , включающий пропускание через атмосферу оптического излучения, регистрацию его и измерение отношения сигнал/ шум на выходе гетеродинного приемника. Находят искомый параметр, ко торый выражается в виде где Д - длина волны оптического сигнала; L - длина трассы, по которой распространяется сигнал; DO - диаметр приемной апертуры при которой начинается нас щение отношения сигнала к шуму. Недюстатком известного способа является то, что за время проведения измерений изменяются параметры турбулентности, и прозрачности атмосферы, что вносит значительную ошиб ку в конечный результат измерений Гель изобретения - повышение точ ности.измерений. Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения стру турной постоянной показателя прелом ления атмосферы, включаю1-дему пропуск ниё через атмосферу оптического изл чения,регистрацию его и измерение о ношениесигнал/шум на выходе гетеродинного приемника, дополнительно измеряют модностисигнала на .выходе приемника прямого детектирования, а отношение сигнал/шум измеряют -при размере апертуры гетеродинного приемника большем максимальновозможного радиуса когерентности принимаемого сигнала. Мсщность сигнала на выходе приемника прямого детектирования выражается в виде р --As где р - диаметр приемной апертуры. Отношение сигнал/шум для плоской волны на выходе гетеродинного приемника при размере апертуры, большем радиуса когерентности сигнала, выражается в виде: оСрт)Ч7/е).|--4рт/ 5 гдеМо(р|)- отношение сигнала к шуму; 2 - чувствительность фотоприемника ; As - амплитуда сигнала; заряд электрона; радиус когерентности плоской волны в турбулентной среде РТ (0,09С . )(3) где К - волновое число, Ь - длина трассы, по которой расч, пространяется сигнал. Из отношений (1) и (2) с ;/четом (3) находят Сп 1 Ю.б УУрР pU/e.) На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит источник излучения 1, оптическую фокусирующую систему 2, приемную оптическую систему 3, светоделительную пластинку. 4, приемник прямого детектирования 5, светоделительную пластинку б, гетеродин 7 и приемное устройство 8. Устройство работает следующим образом. Излучение источника излучения .1 формируется оптической фокусирую- щей системой 2, направляется через атмосферу на приемную оптическую систему 3 и попадает на светоделительную пластину 4, где часть излучения отводится на приемник прямого детектирования 5 для измерения мощности сигнала, а оставшаяся часть попадает на светоделительную пластинку б, где смешивается с лучом гетеродина 7 и подается на приемное устройство 6, где измеряется отношение сигнала к шуму. Предлагаемый способ повышает точность измерения структурной характе3 10736394

ристики показателя преломления за .Таким образом использование прелсчет сокращения времени измерений,латаемого способа позволяет повытак как вся информация извлекаетсясить точность измерения структурной

при одном измерении, что исклю-характеристики показателя преломлечает ошибки, возникающие приния атмосферы, являкщейся основной

изменении параметров турбулент- характеристикой оптического состоHOdTH . и . прозрачности атмосферыяния атмосферы при исследовании расВ процессе измерений,пространения лазерного излучения.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СТРУКТУРHOn ПОСТОЯННОЙ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ АТМОСФЕРЕ, заключающийся в пропускании через атмосферу оптического излучения, регистрации его и измерении отношения сигнал/шум на выходе гетеродинного приемника, отличаю щий с я тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно измеряют мощность сигнала на выходе приемника прямого детектирования, а отношение сигнал/ .шум измеряют при размере апертуры гетеродинного приемника, большем максимально возможного радиуса когерентности принимаемого сигнала. 00 С5 ОО СО