Точный аналитический расчет структурной функции волнового фронта для случая колмогоровской атмосферной турбулентности
Д.А. ЯГНЯТИНСКИЙ, В.Н. ФЕДОСЕЕВ, А.В. ШЕПЕЛЕВ
"Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч", Подольск, Россия
yagnyatinskiyda@sialuch.ru"
Ключевые слова: адаптивная оптика, волновой фронт, структурная функция, колмогоровская турбулентность, аналитический расчет, полиномы Цернике, функции Карунена-Лоэва
Страницы: 316-323
Аннотация
В связи важностью структурной функции для расчета (или описания) распространения оптического излучения в турбулентной атмосфере, была поставлена задача определения этой функции по известным модовым коэффициентам разложения волнового фронта. Получены новые формулы для точного аналитического расчета структурной функции фронта на круглой апертуре. В отличие от описанного в литературе аналитического метода предлагаемый способ корректно учитывает всю область определения, включая приграничные зоны апертуры. Проведено сравнение результатов предлагаемого аналитического расчета с существующим методом, а также с численным расчетом при выбранной дискретизации на примерах полиномов Цернике, функций Карунена-Лоэва, соответствующих колмогоровской модели турбулентности, и колмогоровских волновых фронтов. Приводятся величины уклонения структурных функций, рассчитанных по существующему аналитическому методу и численно, от результатов, полученных новым способом. Указаны и объяснены универсальность и другие преимущества предложенного нами аналитического расчета структурной функции. Результат позволит точно определять структурную функцию волнового фронта по модовым коэффициентам в задачах распространения оптического излучения в случайно-неоднородных средах.
DOI: 10.15372/AOO20240408 |
