ю землі. Цей шар нагрітого повітря, будучи менш щільним, піднімається, турбулентно змішуючись з навколишнім холодним повітрям. Завдяки цьому температура повітря змінюється від точки до точки в атмосфері за випадковим законом. Температурні флуктуації є функцією висоти і швидкості вітру.
Показник заломлення повітря залежить від його температури. Коли світловий промінь проходить шар повітря, в якому є перепад температур, він частково або повністю відхиляється. Ступінь відхилення залежить від відносних розмірів променя і температурної неоднорідності. Взаємодія лазерного променя з турбулентної середовищем призводить до випадковим змін амплітуди і фази несучого коливання. Нижче наводяться можливі наслідки впливу атмосферної турбулентності на якість лазерного зв'язку.
Зміна траєкторії променя (флуктуації кутів приходу) - кутове відхилення променя від лінії прямої видимості, що приводить до проходження променя повз приймача.
«Танець» (тремтіння) зображення - зміна кута приходу променя, що викликає рух точки фокуса в площині зображення.
Розширення (розмиття) променя - невеликі кутові відхилення, що збільшують кутова розбіжність лазерного променя і призводять до зменшення просторової щільності потужності на вході приймача.
Сцинтиляцій променя - маломасштабні інтерференційні явища в межах поперечного перерізу променя, що викликають зміни просторової щільності потужності на вході приймача.
Погіршення просторової когерентності - порушення фазової когерентності в перетині фазового фронту пучка, що приводить до зменшення ефективності супергетеродинного методу прийому.
Поляризаційні флуктуації - варіації стану поляризації променя.
Практично зручно представляти турбулентне середовище, що складається з окремих однорідних обсягів, що відрізняються коефіцієнтом заломлення. Розмір неоднорідності, пов'язаний з кожним обсягом, позначимо через l. Найбільше і найменше значення неоднорідностей позначимо відповідно і.
Ступінь впливу турбулентності атмосфери залежить від відносних розмірів діаметра пучка dB і розміру неоднорідності l. Якщо << 1, то основна дія турбулентності зводиться до відхилення пучка в цілому. У результаті цього на великих дальностях промінь переміщається за випадковим законом в двох напрямках у площині прийому. При неоднорідності діють як лінзи, тобто фокусують або розсіюють весь промінь або його частину; при цьому поперечний переріз променя набуває зернисту структуру. Якщо >> 1, невеликі області променя діфрагіруют незалежно один від одного, спотворюючи фазовий фронт променя.
3.3 Деполяризація лазерного випромінювання в атмосфері
Методика визначення ступеня деполяризації еліптично поляризованого випромінювання заснована на виділенні з нього слабкою компоненти в лінійно поляризовану та її усуненню за допомогою поляризатора [6].
Уявімо еліптично поляризоване випромінювання, що розповсюджується вздовж осі z, у вигляді суперпозиції лінійно поляризованих хвиль:
де ej - одиничний вектор, спрямований вздовж осі j (j=x, y); Аj - комплексна амплітуда. Статистичне стан поляризації описується за допомогою матриці когерентності:
,
де BXY=- взаємна кореляційна функція.
<...
