Способ определения оптических характеристик атмосферы Советский патент 1992 года по МПК G01W1/00 

ф 4;.

00

00

Изобретение относится к атмосферной оптике и метеорологии.

Целью изобретения является расширение информационных возможностей способа за счет одновременного измерения структурной характеристики флуктуации показателя преломления

с

внешнего Ь„ и внутреннего 1 мас1птабов турбулентности.

В исследуемую среду направляют пучок оптического когерентного излучения фонусируют его приемной оптической системой и в плоскости изображения источника измеряют дисперсию 5 угловык смещений (дрожания) изображения источника излучения. Дополнительно Измеряют дисперсию угловых смещений перед плоскостью резкого изображения в области между поверх- 20 ностью последней линзы и началом области каустики и за плоскостью рез- кого изображения, после зоны каустики. . . .25

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

Устройство содержит источник 1 когерентного расходящегося пучка излучения, измерительную трассу 2 в ис-30 следуемой среде, фокусирующую оптическую систему 3, полупрозрачные пластины 4,5, оптически связанные с измерителями 6,7,8 флуктуации центра оптического изображения (измерителя- 35 ьш дрожания), выходы которых электри- чески соединены с входами блока 9 обработки. Плоскость анализа измерителя 6 установлена до плоскости 10 резкого изображения источника, из- меритепя 7 - в плоскости 10, а измерителя 8 за плоскостью 10.

Устройство работает следующим образом,,

Расходящийся пучок излучения от источника 1 проходит через трассу 2 и принимается фокусир)Щей системой 3, которая строит резкое изображение источника в .плоскости 10. Отраженное от пластин 4,5 излучение направляется на измерители 6,7. Часть издуче- ния, прошедшая через пластины 4,5, направляется на измеритель 8, установленный за плоскостью 10 резкого изображения источника. Сигналы, пропорциональные флуктуациям центра Изображения, с выхода измерителей поступают в блок 9 обработки, в котором вычисляются дисперсии этих флук45

50

55

40

туаций, по которым рассчитываются

С,,

L

о )

I

Сущность способа поясняется слеующим .

Дисперсия флуктуации центра изобажения источника 6 за линзой, наример для точечного источника (сфеическая волна), рассчитывается по ормуле

)(,853«(2,

(S--)(S--) M , (1) де«(Н(1- i),(2)

Г . 5,92

, i в

21. Хб

U Ь„ R 1 -

б;(с/)

внутренний масштаб турбулентности}

внешний масштаб турбулентности; радиус линзы (оптической системы); длина трассы в исследуемой среде для сферической волны и радиус кривизны волнового фронта пучка на линзе для других источников; расстояние от линзы до плоскости измерения угловых смещений;

дисперсия флуктуации центра изображения в плоскости анализа с .

,84CZL(2R). if (К) (3)

8

6

дисперсия флуктуации дрожания изображения (углов прихода) неограниченной плоской волны в фокальной плосг кости линзы;

i(R) - постоянная от 1 до 2 в зависимости от радиуса линзы. Для трех плоскостей анализа: плоскости резкого изображения источника 0/1 0 п двух других, симметричных о((( и , используя вьфажение (О, легко получить систему уравнений. Решая ее л вычисляют С,, LO ID- Таким образом, измерение флуктуации углов прихода (смещение центра изображения) дополнительно в двух плоскостях до и после плоскости резкого изображения позволяет, исключая зону каустики, расширить информацион« 5 fO

Изобретение относится к атмосферной оптике и метеорологии и позволяет расширить информационную возможность способа за счет одновременного измерения структурной характеристики флуктуации показателя преломления, внешнего и внутреннего масштабов турбулентности. Используя источник 1, оптическое Излучение посы- ЛШ9Т в исследуемую среду по трассе 2 и фокусируют его оптической системой 3. В плоскости изображения 10, а также в области между поверхностью оптической системы 3 и началом зоны каустики и за плоскостью резкого изображения, после зоны каустики, измеряют дисперсию угловых смещений. Значения структурной характеристики флуктуации показателя преломления, внешнего и внутреннего масштабов турбулентности определяют из соотношения трех полученных значений в бло- ке 9 обработки. .1 ил. (Л с