بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، انتشار یک پرتو لیزر لاگر-گاوس در جو آشفته با استفاده از روش حل انتگرالی هویگنس فرنل بررسی شده است. برای این منظور، با استفاده از نظریه بورن و ریتوف و مدل طیفی کولموگروف تغییرات شدت پرتو در عبور از جو بررسی گردیده است. نمودارهای شدت حاصل از محاسبات در فواصل مختلف از فرستنده و با آشفتگی های جوی مختلف ترسیم گردیده و مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که افزایش ثابت ساختار منجر به پهن شدگی در تابع توزیع شدت در صفحه عرضی میشود.
مقدمه
انتشار پرتو لیزر در جو زمین اکنون به عنوان یک حوزه پژوهشی فعال با کاربردهای بالقوه 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] در سالهای اخیر تحقیقات بیشماری توسط افراد مختلف از جمله دکتر لری اندروز استاد ریاضیات دانشگاه مرکزی فلوریدا و دکتر رونالد فیلیپس مدیر موسسه فضایی فلوریدا - FSI - و استاد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر در دانشگاه مرکزی فلوریدا انجام گرفته است و جزئیات تغییرات ضریب شکست در جو و عوامل موثر بر آن را مورد بررسی قرار داده اند.
آنها روشهای اختلالی بورن و ریتوف، برای حل معادله موج در شرایط آشفتگی را بسط و توسعه دادند .[6] در ادامه با توجه به اینکه در خصوص پرتو لاگر-گاوس و تاثیر جو متلاطم بر آن، تحقیق و پژوهشی مشاهده نگردید، بر آن شدیم تا شدت پرتو یک لیزر لاگر-گوس با طول موج 633 نانومتر را در شرایط انتشار در جو متلاطم مورد بررسی قرار دهیم.
