بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، با استفاده از روش های بورن و ریتوف، میانگین شدت باریکه گاوسی یک لیزر در اتمسفر متلاطم مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راه، از مدل طیفی کولموگروف جهت شبیه سازی تلاطم اتمسفر استفاده گردیده است. سرانجام نمودار شدت باریکه در شرایط تلاطم اتمسفری مختلف و هم چنین در فواصل مختلف از فرستنده ترسیم و مورد بررسی قرار گرفته است.
مقدمه
انتشار پرتو لیزر در جو زمین اکنون به عنوان یک حوزه پژوهشی فعال با کاربردهای باالقوه ای نظیر سیستمهای مخابرات فضای آزاد - FSO - ، ارتباطات نوری، تصویر برداری و سنجش از راه دور، سیستم های راداری و هدف یابی، فاصله یابی و ردیابی لیزری، مطالعات نجومی و غیره است .[1] جبهه موج انتشار یافته از میان جو متلاطم زمین، در اثر تغییرات ضریب شکست جو اعوجاج می یابد. که این امر، باعث اغتشاشاتی در میدان موج در صفحه دریافت کننده می شود.
در واقع، این پدیده ناشی از تغییرات دما، فشار و باد است که موجب تغییرات فضایی و زمانی ضریب شکست لایه های مختلف جو می شود .[2] برای مدل سازی تلاطم جو از مدل های مختلفی مانند مدل کلموگروف، تاتاراسکی، فون کارمن و فون کارمن تصحیح شده استفاده می شود. مدل کلموگروف محبوب ترین مدل برای شبیه سازی تلاطم جو است .[3] در محاسبات معادلات موج به لحاظ تئوری، برای هوا ضریب شکستی ثابت و برابر با یک منظور می گردد. در واقع جهت محاسبات کاربردی هرگز نمی توان ضریب شکست جو را برابر با یک در نظر گرفت چرا که بدلیل فرآیندهایی نظیر گرادیانهای دما و فشار و بادهای محلی در اتمسفر، ضریب شکست دائما و به طور تصادفی در حال نوسان می باشد .[4] درخشندگی یا سوسوزدن نور ستارگان از زمانهای بسیار قدیم مورد توجه بوده که امروزه همه می دانیم ناشی از تاثییرات جو زمین بر عبور نور می باشد.[5]
همانطور که در شکل 1 مشاهده می شود با تغییر و کوچک تر شدن ثابت ساختار ضریب شکست در محیط، الگو به سمت شرایط بدون تلاطم میل می کند در حالیکه با بزرگتر شدن آن بر روی دامنه شدت تاثیر گذاشته و باعث کاهش آن می گردد. ثابت ساختار ضریب شکست محیط رابطه مستقیم با شدت تلاطم اتمسفر دارا می باشد. مقدار این ثابت با استفاده از سنسورهای صوتی محاسبه می گردد و در طول فصول مختلف و موقعیت های جغرافیایی متفاوت و در شب و روز و به طور کلی در طول شبانه روز الگوها و مقادیر مختلفی را شامل می شود و با اندازه گیری های مختلف، ثابت گردیده که میزان تلاطم و در پی آن میزان این ثابت در شب کمتر از روز می باشد .[11] البته در اینجا هدف ما اندازه گیری این کمیت نیست و فقط تاثیر آن بر باریکه لیزری مد نظر می باشد. مقدار این کمیت معمولا ضریبی از10- 14 تا 10-17 می باشد که اندازه گیری آن برای استفاده لیزر در اتمسفر جهت پیش بینی تغییرات جو بر روی لیزر حائز اهمیت می باشد.
