Исследование статистики лазерного излучения в случайно-неоднородных средах при временах отбора порядка времени корреляции интенсивности тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

^ 4?

<фИНИС££РСТ80 ВЫС1ЛЕГ0 И СРЕДНЕГО. СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 4 ®. РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

'Ъ

СА&ХРКАНДСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. АЛИШЕРА НАВОИ

На правах рукописи КАСИМОВ АБДУГАППАР КАХАРОВИЧ

УДК 537.222; 621.373.828

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИСТИКИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СЛУЧАЙНО-НЕОДКОРОДНЫХ СРЕДАХ ПРИ ВРЕМЕНАХ ОТБОРА ПОРЯДКА ВРЕМЕНИ КОРРЕЛЯЦИИ ИНТЕНСИВНОСТИ

(Специальность 01.04.05 - оптика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-гатештических наук

Сашрканд - 1834

Работа выполнена в НИИ Прикладной физики Ташкентского Государственного Университета

Научные руководители:

доктор Оизико -математических наук профессор Ыирзаев А. Т.

кандидат физико-математаческих наук Азаматов З.Т.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук профессор Отадганов Ш.О.

кандидат физико-математических кэук • доцент Турсунов А.Т.

Ведущая организация -

Отдел Теплофизики АН РУ

Защита состоится " £ / " 1935г.

в \'Ц часов на заседании Специализированного совета (Д.057.24.04) в Самаркандском Государственном Университете ин.Алишера Навои (703004 г.Самарканд, Университетский бульвар 15)

С диссертацией .мохно ознакомиться в фундаментальной библиотеке СамГУ.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета доктор физ.-мат.наук

АХМЕДХАНОВ Р.А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Работы по оптической связи и локации с использованием лазеров стимулировали детальные исследования чувствительности оптических приемников и исследования по распространению световых пучков в статистически неоднородных средах. Интересные перспективы разработки дистанционных методов открылись с применением лазеров для исследования физических процессов протекающих в атмосфере, для решения проблемы прогноза погоды и т.д.. Эффективность лазерных систем принципиально ограничивается влиянием флуктуации поля в точке приема, обусловленных неоднородностью показателя преломления атмосферы, и флуктуацией сигналов и шумов в приемном тракт«. Поэтому для оптимизации и определения эффективности лазерных систем необходимо изучение флуктуация лазерного излучения и шумов, целью которого является построение их статистической модели.

Распределение вероятностей фотоотсчетов (РВФ) является исходной характеристикой для построения статистической модели лазерного излучения прошедшего или рассеянного в атмосфере. Анализ литературных данных показывает, что при исследовании статистических свойств фотоэлектронов необходимо учитывать спектральные особенности флуктуации лазерного излучения в плоскости приема и его сложную структуру, обусловленную наличием различных механизмов воздействия неоднородной среды на излучение. В большинстве случаев работы лазерных систем, в силу выполнения условий центральной предельной теоремы, поле в плоскости приемника имеет гауссовское распределение. Распределение фотоотсчетов для этого случая достаточно подробно изучено.

В некоторых важных с практической точки зрения случаях работы лазерных систем, распределение поля в плоскости приема существенно негауссовское. Например, при прямолинейном распространении, при многократном или малочастачном рассеянии и пр., в силу не применимости по тем или иным причинам центральной предельной

теоремы, распределение поля значительно отличается от гауссовского. В это« случае известны лишь отдельные результаты в асимптотиках Т » t , S »S и Т ■ i , S« S, где S и S -

с * а с с' а с' " a с

площади аппертуры и когерентности поля, I и tc - времена отбора и корреляции интенсивности.

В обширной зоне между этиии асимптотиками задача определения РВФ и его моментов не поддается теоретическому решению. При экспериментальном решении задача описания распределения фотоотсчетов наталкивается на значительные сложности технического характера. Так быстротечность процессов происходящих в атмосфере (неравномерное прогревание воздаха у поверхности земли в течение дня, изменение скорости и направления ветра и др.) и необходимость обработки больших массивов чисел для получения достоверной статистической информации требукгг применения дорогостоящей, быстродействущей аппаратуры. В дополнение к сказанному, большая нестационарность состояния атмосферы усложняет воспроизводимость экспериментальных результатов и накладывает жесткое ограничение на продолжительность эксперимента.

Цель диссертационной работы и основные задачи

Основной целью настоящей работы является лабораторно -экспериме:шальное исследование РВФ лазерного излучения прошедшего неоднородную турбулентную среду при Т s tc,' нахождение приближенных выражений описывающих РВФ и распределение интенсивности в условиях максимально приближенных натурным атмосферным экспериментам. Идея эксперимента состояла в том, что создав условия г интенсивной турбулизации воздуха, исключающее гауссовость поля на короткой лабораторной трассе распространения, обеспечив стационарность условий и контроль основных параметров в степени недоступной для натурно-атмосферного эксперимента, определить основные черты статистики потока фотоэлектронов и дать результатам теоретическую интерпретацию. На заключительном этапе исследований планировалось проведение натурных экспериментов в реальной атмосферной оптической трассе с целью определения возможности применения полученных результатов для локации и

зондирования атмосферы. В связи с этим были поставлены следуют.:.с задачи:

1. Разработка и создание автоматизированной установки для изучения статистических характеристик лазерного излучения и исследование ее основных передаточных характеристик при регистрации оптического излучения в реяиме счета фотонов.

2. Экспериментально изучить зависимость распределения вероятностей фотоотсчетов от времени отбора пои Т 2 , исследовать зависимость коэффициента корреляции от времени и определить время корреляции интенсивности лазерного излучения прошедшего турбулентную среду.

3. Путем обратного преобразования Лапласа из экспериментальных РЕО установит» характер поведения плотности вероятности распределения интегральной интенсивности при Т » t= и дать результатам теоретическую интерпретацию.

4. Экспериментально исследовать РБО лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу при Т а т. и выявить характер влияния на РВФ модуляции исходного излучения при 1з1е и tm з тс, где tm - период модуляции. .

Научная и практическая ценность работы

Результаты исследований, описанных в данной работе могут Сыть использованы при проектировании лазерных систем работающих в реальных атмосферных условиях. Законы распределений интенсивности и интегральной интенсивности детектируемой за время отбора, а также распределения фотоотсчетов при 1st негауссового поля и результаты исследований •влияния модуляции на статистику фотоотсчетов будут полезными при завершении работ по разработке статистической теории лазерной связи, локации и лидарного зондирования атмосферы. Результаты работы могут быть непосредственно использованы:

- при лагерном зондировании атмосферы;

- в системах лазерной связи и локации работающих в реальных атмосферных условиях.

! ,

Научная новизна работы

1. На основании экспериментальны): .исследований и численных расчетов, впервые установлено, что закон распределения интегральной интенсивности лазерного излучения прошедшего турбулентную среду не зависит от времени отбора при 10_4сСС10_^с. Предложенная модификация логноркального распределения хорошо описывает распределение интегральной интенсивности в вироком диапазоне Бремен от-осра, включая Т«тс.

2. Для оптического излучения с негауссовской статистикой поля при временах отбора, сравнимых со временем'корреляции интенсивности, установлено завышенность и объяснен механизм завышения коэффициентов асимметрии и эксцесса распределения фотоотсчетов, получаемых на основании приближенных вычислений по сравнению с экспериментальными результатами.

3. С использованием метода Монте-Карло разработан алгоритм моделирования потока фотоэлектронов С заданной статистикой поля излучения. Разработанный алгоритм позволяет учитывать эффекты интегрирования интенсивности за время отбора и влияние "мертвого времени" приемного устройства на статистику фотоотсчетов.

4. Предложена новая методика проведения экспериментальных исследований по статистике фотоотсчетов при слабых и сверхслабых ин-тенсивностях регистрируемого излучения, отличающаяся от существующей возможностью уменьшения влияния отношения сигнал/пум на точность исследований характера распределения фотостсчетов.

б. Экспериментально изучено влияние модуляции исходного излучения периодическими сигналами на статистику фооотсчетов лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу при временах отбора и периоде модуляции сравнимых со временем корреляции интенсивности.

Основные положения выносимые на защиту

1. Экспериментальные результаты определения распределений вероятностей фотоотсчетоз и корреляционных функций лазерного излучения, прошедшего турбулентную среду, при временах отбора порядка времени корреляции флуктуации интенсивности излучения.

2. Результаты численных расчетов по определению зависимости центральных моментов РВФ, а также интегральной интенсивности от времени отбсра и эффектов влияния "мертвого времени" на статистические характеристики потока фотоэлектронов оптического излучения с негауссовым распределением поля в плоскости приема.

3. Предложено пппроксимационное выражение для описания зависимости относительной дксперсии фотоотсчетов от времени отбора оптического излучения с негаусссвским распределением поля.

4. На основе лабораторных и натурно-атмосферных экспериментов делается утверждение о независимости характера распределения плотности вероятности интегральной интенсивности от времени отбора. Такое положение дает есзмогиость описания РЕФ лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу в широком диапазоне времен отбора включая Т а -г=, распределением Диаманта - Тейча с учетом предложенной модификации.

Объем и структура диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав и гтклкчения. Общий объем диссертации 134 страница, из них г.еиинописнкЯ текст занимает 85 стр., рисунки и таблицы 40 стр.. Список литературы содержит 83 наименования.

Апробация работа и публикации

Материалы диссертации докладывались и обсуждались: на X и XI Всесоюзных симпозиумах по распространения лазерного излучения в атмосфере и водных средах (Якутск 1389 г. и Томск 1991 г.}, П. и XI Всесоюзных симпозиумах по лазерному и акустическому

зондированию атмосферы (Томск 1888 г. и 1992 г.), XII Межреспубликанском симпозиуме по распространении лазерного излучения в атмосфере и водных средах (Томск 1993 г.). Республиканской конференции "Приборы и средства автоматизации научных исследований и народного хозайства*' (Ташкент 1991 г.).

Основное содержание работы опубликовано в 12 научных работах, список которых приводится в конце реферата.

Личный вклад соискателя

Личный вклад автора заключается в создании автоматизированной установки, в получении основных результатов1 обработке и интерпретации экспериментальных данных. Научным руководителям принадлежит постановка задачи, общее руководство работой и обсуждение результатов. Глазов Г.Н. и Дубягин В.М. участвовали в конкретизации направления работы, в выборе модели турбулентной трассы и обсуждении результатов. Совместно сПайзиевш Ш.Д. были разработаны пакеты программы, для управления автоматизированной установкой, и некоторые программы длй численных расчетов чепользоваушке в дисс£рт:щии. Расулов И.К. участвовал в проведении экспериментов в атмосферной трассе и обсуждении экспериментальных результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении диссертационной работе показана актуальность темы, ее научное и практическое значение, сформирулированы цель и задачи работы, а также основные положения выносимые на завдту.

В первой главе приводится краткий обзор имеющихся результатов по исследованию статистики лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу и излагается полуклассический подход к решению задачи об определении распределения фотоэлектронов. Рассмотрены различные аппраксимационныэ. распределили, используемые для описания РВФ, описаны условия их применимости, преимущества и недостатки. Введены понятия корреляционных ячеек, степени

когерентности отбор» и на их основе проведена классификация распределения по степени использования спектральной информации. В хода проведенного анализа указано на отсутствие исследований по изучении РВФ в области 7 а т., при негвуссоеости поля на входе приемника.

Во второй глава приведены описания автоматизированной экспериментальной установки, созданной для проведения экспериментов по изучению статистических свойств лазерного излучения, а такте турбулентной трассы, реализованной в лабораторных условиях. Показано соответствие созданной модели реальной атмосферной трассе и в отличие от натурной, возможности обеспечивания стационарности условий и контроль основных параметров в степени недоступной для натурно-атмосферного эксперимента. Списаны пакеты управляцих и обрабатывающих программ позволящих проводить корреляционный и статистический анализ потока фотоэлектронов. Программы составлены с использованием языка высокого уровня Паскаль в сочетании с макроассемблером, что позволило сократить время шзду двумя последующими отборами до 30 ыкс.

Описана и обоснована новая методика проведения экспериментов по исследованию статистических свойств оптического излучения при временах отбора сравнимых со временем корреляции интенсивности. Обычно при изучении вависимости РВЭ от времени отбора используется ыетод, при котором с возрастанием 7 соответственно умещалась интенсивность излучения I, с целью выдерживания среднего значения фотоотсчетов постоянной <а> ■■ const. Эта методика оправдывает себя в области малых значений Т / хс * 1 (где тег 1 мс). Однако с приближением по величине времени отбора к времени коррелщии интенсивности продолжительность эксперимента значительно вое растает и не представляется возможным проведение большого числа измерения для последующего подбора <п>. С другой стороны, работа в области времен выборок Т a te характеризуется чрезвычайной слабостью потока излучения, когда плотность темпового потока электронов ФЭУ становится сравнимой с плотностью потока фотоэлектронов и небольшое изменение интенсивности излучения может

- ю-

вызвать резкое изменение отношения сигнал/шум. Поэтому нами был использован другой метод исследования - свободный от указанных выше недостатков, а именно, зафиксировав 'величину I проследить изменения характера распределения в зависимости от изменения Т. Для количественной оценки характеристик распределений' использованы относительная дисперсия фотоотсче-гов коэффициент асимметрии -Кпгг и коэффициент эксцесса - Предлоге кная методика

позволила исключить влияние отношения сигнал/шум на характер распределения фотоотсчетов, что является существенным достижением при регистрации слабых излучений.

Описан и реализован новый метод отбора ФЭУ для работы в одноэлектрокном режиме регистргции. Метод-основан на графической обработке зависимости числа зарегистрированных отсчетов ФЭУ в зависимости от напряжения порога дискриминации Эта зависимость является интегралом от амплитудного распределения фотоотсчетов. Семейство кривых . интегрального амплитудного распределения фотоотсчетов, при различных -напряжениях питания и слабой засветке представлено на рис. 1. При изменении напряжения на фотокатоде от 1820 В до 1920 В кривые пересекаются с осью ординат в одной точке.

их,-----г-|

Рис.1 Зависимость количества зарегистрированных импульсов ФЭУ от порога дискриминации. Напряжение питания ®ЭУ: 1 - 1800В; 2 - 1640В; 3 - 1680В; 4 - 1720В; Б - 17608; 8 - 1800В; 7 - 1840В; 8 - 1830В; 8 - 1920В; 10 - 1в60В.

40 80 СО <и> Мл

Это означает, что изменения- напряжений на фотокатоде в этой области не приводит к значительному изменению скорости счета ддноэлегфонных импульсов. Следовательно область плато счетной характеристики находится 8 этом интервале напряжений.

Впервые проведены исследования 18 экземпляров ФЭУ 147-3 о целью определения возможности использовал в режиме счета фотонов данного типа ФЭУ. Исследования проводились двумя методами; 1 -методом непосредственного построения счетной характеристики, 2 -построением кривых интегрального амплитудного распределения фотоотсчетов. Из общего числа исследованных ФЭУ первым методом удалось обнаружить участок плато на счетной характеристике в трех экземплярах, а вторым методом - ча тех же трех и еще на двух экземплярах, которые не были замечены из-за некоторой произвольности выбора порога дискриминации заложенной в самой методике отбора путей непосредственного построения счетаоЯ характеристики.

Численно исследовано влияние эффектов "мертвого времени" счетного устройства на статистические характеристики потока фотоэлектронов при временах отбора сравнимых со временем корреляции интенсивности и логнорюльности распределения иггенсивности. Был построен и реализован алгоритм моделирования потока фотоэлектронов методом Монте - К&рло с последующим гостроением гистограммы распределения фотоотсчетов. Моделирование проводилось по схеме "излучение - детектор - счетчик". Исследования показали возможность пренебрежения влиянием "мертвого времени" при п-е ■ 0,05 где е - отношение времени отбора к "мертвому Бремени" счетного устройства и п - число отсчетов в выборке.

В третьей главе приведены результаты экспериментального исследования корреляционной функции фотоотсчетов и распределения вероятностей фотоотсчетов. Исследования проводились для трех различных состояний наведенной турбулентности, которые соответствует- слабой и средней турбулентности в реальной атмосфере. Для каждого состояния турбулентности трассы РВФ определялось при 10 значениях времен отбора. С целы) исклтения статистических ошибок и обеспечивания достаточной точности исследований, для каждого времени отбора РВФ определялось Ю рая. Числе отсче'гоз в каждом эксперименте по опрзделенив РВФ составляло 10е, что обеспечивало достаточное статистическое усреднение.

Перед каждым экспериментом по определение РВЗ, проводилась запись последовательности отсчетов в порядке поступления для последующего вычисления корреляционной функции. Число отсчетов в каждой последовательности составляло 10", что обеспечивало достаточную точность при определении корреляционной функции. На рмс. 2. приведены корреляционные функции фотоотсчетов полученные для одного состояния турбулентности в начале, середине и в конце

Рис.2 Корреляционные

функции фотоотсчетов. т = 2,48 мс.

эксперимента. Как ь.дно из графиков, характер поведения

корреляционных функций почти не изменился, в связи с этим ьвозгно утверждать, что . условие по совладению стационарности турбулентности трассы выполнено ь достаточной степени. Действительно, среднеквадратичное отклонение значений „реме.-! корреляции интенсивности, определенных из корреляционных функций, не превышало 7% для каждого состояния турбулентности трассы.

По экспериментальным РЭЭ для негауссового поля впервые установлена зависимость относительной дисперсии фотоотсчетов Э* от времени отбора. Используя метод кайменьсих квадратов нам удалось описать эту зависимость в широком интервале времен отбора, вклх?чая Tai, аналитической функцией вида

- ежр(аа + b + c/(d+z)) (1)

где z-T/т:., ü,b,c,d - коэффициенты определяемой условиями эксперимента. На рис 3. приведены экспериментальные значения ß* полученные из экспериментальных РВФ а также кривая (1).

Кая показали результаты экспериментов,РВЭ негауссового поля при 7 a ie значительно отличается от известных приближенных распределений . Проведенный на уровне до четвертых моментов количественный ^ анализ экспериментальных РВ<5 и различных вппраясижционных распределения показал, что при временах отбора

Pi

от

Рис.3 Зависимость б* времени отбора. 1 - te=3,63 uc; 2 - 1^=2,48 чс;

3 - а =0,62 мс.

&

-V ■о i

т ■oZ

_1-- ---—Г J.i

М

б Щ

2

a 1

необходимо, учитывать конечность экспериментального усреднения при определении моментов распределения и при сршнении 6 теоретическими кривыми применять "усечение", т.е. ограничивать суммирование при теоретическом определении моментов п^ каналом, где п^ - максимальное число отсчетов за время выборки зарегистрированное в данном эксперименте.

Методом обратного профобразования Лапласа восстановлена

т

плотность вероятности интегральной интенсивности, и а / Н^сП, от

а

времени отбора. Как показали расчеты плотность вероятности нормированной интегральней интенсивности 0(х), мозно представить в виде

где,

0(г) - £ a (s)-P(n,<n>)

ал(х) > 2<п>(-гГ l ( ® ) 1 (2<n>i) .

(2)

2<n>(-2)n I (ПпК> l„k (2<п>х)

к.о

П+&Ч

Ш'О

ln(y)- функции Лагерра. На рис. 4 представлены распределения f (х) одного состояния турбулентности, при различных временах отбора.Как

КО.

Рис.4 Распределение плотности .вероятности интегральной интенсивности лазерного излучения , прошедшего неоднородную среда. ас=2,48 мс.

ОД.

—Г"

sk

1

2.

V/XT

показали рассчеты »(х) можно описать логнормальным распределением при условии использования в качестве параметра логнормального распределения дисперсии интегральной интенсивности (которая зависит от времени отбора и эта зависимость описывается выражением (1)), вместо дисперсии интенсивности, которая даляется постоянной величиной и определяется при 1 На рис. 4 сплошной

линеей приведено логнормальное распределение с учетом введенной нами поправки. Исследования показали, что в предельных случаях Т»^. и Т » \ предложенное распределение переходит в известные экспоненциальное распределение и в распределение вида дельта-функция, применяемые для описания распределения интенсивности лазерного излучения при наличии сильной или соответственно отсутствии турбулентности на пути распространения. Еще один важный вывод, который можно сделать из полученных результатов, это возможность применения распределения Диамента -Тейча, модифицированного с учетом введенной нами поправки в логнормальное распределение, для описания РЕЮ лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу в широком диапазоне времек отбора, включая область Т = 1с. Сравнительный анализ проведенный на уровне до четвертых моментов включительно, потвердал возможность применения модифицированного распределения Диамента -

Тейча для описания экспериментальных РВФ лазерного излучения прошедшего неоднородную среду.

В четвертой главе приведены результаты натурно-атмосферного эксперимента, где в частности описаны метереологические характеристики атмосферы реализовавшиеся в период проведения экспериментов в непосредственной близости от оптической трассы.

На основе метереологических наблюдений установлено, что наиболее оптимальным временем для проведения экспериментов по исследованию статистических характеристок лазерного излучения Прошедшего реальную атмосферную трассу являются ночные часы с 22 до 04. Эксперименты по определению корреляционных функций и РВФ лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу проводились по методике описанной в главе 2. Нестационарность состояния атмосфёры не позволила проведение прецизионных исследований подобных описанным в третьей главе, однако многочисленные эксперименты показали возможность применения результатов полученных на Модельной трассе Для описания статистических характеристок лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу. Экспериментальные результата и численные расчета дают основание утверждать, что при слабой и средней турбулентности трассы характер распределения интегральной интенсивности лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу не зависит от времени отбора и описывается логнормальным распределением с параметром зависящим от времени отбора. Следствием этого вывода является возможность применения модифицированного распределения Диамента -Тейча для описания РВФ лазерного излучения прошедшего турбулентную среду, что потверждают результаты приведенные на рис. Б, 'где точками обозначены экспериментальные РВФ лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу и сплошной линией модифицированное распределение Диамента - Тейча.

Особая роль среда круга вопросов, связанных с теоретическим и экспериментальным изучением статистических свойств оптических полей, отводится проблеме исследования регистрации лазерного излучения модулированного периодическими сигналами. В связи с эткм проведены эксперименты по исследованию РВФ лазерного излучения

Рис.Б РВФ лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу. тс=3 ис.

1 - п=1,8 о* =0,36 1-2 »к;

2 - О* =0,32 Т=6 «с;

3 - п=10,6 -О* =0,27 Т=10 мс;

модулированного прямоугольным и пилообразным сигналами прозедаего турбулентную атмосферу при 7 = т. и т., где период

модуляции. Как показали эксперименты, при Т < 1е и \ сохряняется различие в характере воздействия пилообразной и прямоугольной модуляции на РВО. С возрастанием Т над \с и 1и различие в характере воздействия различных типов модуляции стирается и влияние модуляции сводится дизь к некоторому уменьшению среднего числа отсчетов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основании результатов прецизионных экспериментов установлено, что распределение вероятностей фотоотсчетов лазерного излучения прошедшего турбулентную среду при временах отбора сравнимых со временем корреляции интенсивности значительно отличается от известных вппроксимационных распределения применяемых для описания РВФ при негауссовости поля в плоскости приема.

2. Экспериментально установлено, что закон распределения интегральной интенсивности лазерного излучения проведшего турбулентную среду не зависит от времени отбора при 10" *с < Т < 10"*с. Предложенная модификация логнормального распределения хорош описывает распределение интегральной интенсивности в пкроком диапазоне времен отбора вклшая I в ха.

3. Применением обратного преобревоаения Лапласа к

экспериментальным PBS восстановлено распределение интегральной интенсивности лазерного излучения, проведшего турбулентную среда, для описания которой предложено использовать логнормальное распределение с параметром зависящим от времени отбора.

4. Экспериментально установлена возможность описания. РВФ лазерного излучения, прошедшего турбулентную среду, распределением Диаманта - Тейча при условии учета предложенной модификации. Как показали исследования указанное распределение хорошо описывает РВО лазерного излучения прошедшего турбулентную среду в широком диапазоне времен отбора включая 5 з тс.

Б. Экспериментально исследовано влияние модуляции исходного излучения периодическими сигналами на статистику фотоотсчетов при временах отбора порядка времени корреляции интенсивности и периода модуляции. Отмечена нечувствительность РВФ лазерного излучения прошедшего турбулентную атмосферу к типу модуляции ¡'.сходного сигнала при I И и t JT.

• eme

8. При временах отбора сравнимых со временем корреляции интенсивности исследован характер влияния "мертвого времени" счетного устройства на РВФ. Определены соотношения времен отбора у. "мертвого времени", при котором искажения вносимые MB пренебрежимо малы по сравнению с статистическими ошибками.

7. Экспериментально показ ario преимущество отбора ФЭУ для одноэлектронной работа методом построения интегральных кривых амплитудного распределения теыновых импульсое, чем непосредственно по виду счетной характеристики.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Расулов И. К., Касимов А. К. Компактный измеритель структурной характеристики показателя преломления атмосферы в режиме счета фотонов. - Тез. докл. IX Всесогвного симпозиума по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Томск, 1988, з. 46.

2. Расулов И.К., Касимов А.К., Расулога О.Т. Статистика фотоотсчетов лазерного излуче;:ия прошедшего через предгорные трассы с отражением. - Тез. докл. П Всесоюзного симпозиума по

лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Тоуск, 1988, с. 205.

3. Расулов И.К., Узаков A.A., Касимов А.К., Мамзткулов М.Н. Учет "мертвого времени" счетчика при фотоносчетных экспериментах с лазерным лучом, прошедшим турбулентную атмосферу. - Оптика атмосферы, 1883, т. 2, № 3, с. 283 - 2S7.

4. Азаматов З.Т., Гонгадзе А.Ш., Касимов А.К., Маликоз Р., Пизяыутдинов З.Г., Расулов И.К. КЬординатно-чувствительный приемник на базе ФЭУ-147-3. Тез. докл. X Всесоюзный симпозиум по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах. Якутск, 398S, с. 239,

5. Азляров A.A., Баранов .D.В., Глуховской Б.М., Гонгадзе А.Ш., Касимов А.К., Низамутдинов З.Г., Расулов И.К. Характеристики ФОУ 147-3 в режиме счета фотонов. ГГГЭ, $ 6, 1S30, с. 129 - 131.

6. Глазов Г.II., Дублгин В.Ы., Касимов А.К., Расулов И.К. Распределение фотоэлектронов негауссового поля при временах отбора порядка времени корреляции поля. Тез. докл. II Всесоюзного симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах. Томск, 1S91, с. 25.

7. Азаматов З.Т., Кадыров A.A., Касимов А.К., Пайзиев Ш.Д., Расулов И.К. Измерительна система для изучения статистических искажений вносимых турбулентной атмосферой при распространении лазерного излучения. - Тез. Докл. конф. Приборы и средства автоматизации научных исследований. - Ташкент, 1991, с. 108 - 107.

8. Азаматов З.Т., Глазов Г.Н., Дубягкн B.U., Касимов А.К., Пайзиев Ш.Д., Расулов И.К. Плотность вероятности длины пустого интервала при регистрации излучения с негауссовой статистикой поля. - Тез. докл. II Симпозиума по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Томск, 1992, с. 86.

9. Азаматов З.Т., Глазов Г.Н., Дубягин В.М., Касимов А.К., Пайзиев Ш.Д., Расулов И.К. Определение статистики фотоотсчетов из плотности распределения длины пустого интервала. - Тез. докл. II Симпозиума по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. Томск, 1992, с. 85.

10. Азаматов З.Т., Глазов Г.В., Дубягин В.М., Касимов А.К., Пайзиев Ш.Д., Расулов И.К. Распределение фотоэлектронов при

негауссовостл поля в плоскости приема. - Тез. докл. ХИ Межреспубликанского симпозиума по распространению лазерного излучения в атмосфере и водных средах. Томск, 1SS3, с. 20.

11. Азакатсв З.Т., Бедилов М.Р., Касимов А.К., Мирзаев А.Т., Пайзиев ID. Д.,. Расулоз И. К. Распределение фотоэлектронов и интегральной ;..-ггенсквности при н^гауссовости поля. - Препринт ТашГУ, 1994 , 8 с..

12. Азаматов З.Т., Бедилов М.Р., Касимов А.К., Мирзаев А.Т., Пайзиев Ш.Д., Расулов И.К. Статистические характеристики лазерного излучения прошэдкего турбулентную атмосферу при временах отбора сравнимых со Бременем корреляции интенсивности. Препринт ТашГУ, 1994, 1?с..

The results oi experimental investigations, niscericaJ calculations as well as theoretical interpretation ol obtained results oi investigations or statistical characteristics oi laser radiation passed turbulent a tn» sphere are given. Laboratory experiments showed ttat probability distribution ol photocounting (PB?) oi laser radiation s?lth non-Gaussian Held statistics considerably dliier irora known approached distribution when selecting tirne" is ceinparable with intensity correlation tijse . Using back Laplas relation the distribution of integral intendty oi registered radiation is restored irora experimental PDP. The results oi investigations showed characterization oi distribution oi integral intensity independence oi selecting time. To describe the distribution oi integral intensity modified logioraal distribution is suggested. Posibility oi description oi PDP oi loBer radiation with non-Gaussion statistics oi Held on wide interval oi selecting tin» using Diamend-Teich distribution and taking into account suggested modification is experimentally shown.

The experimental investigations carried out in real atmosphere conitnued integral intensity distribution independence oi selecting tin» as well as posibility description PDP oi laser radiation passed turbulent atmosphere using roodiiled Diament -Teich distribution.

Using Monte - Carlo method the programme oi modeling ol photoelectrori stream with given ileld statistics is worked out. Iniluence oi "died time" eiiect ol counter on photoelectrori statistics is numerically Investigated.

Турбулент атмосферада таркалаетган лазер нурининг статистик хоссаларини тадкик килишга оагишланган ушоу ишда, экспериментал изланишлар натижалари ва уларни. математик ну^таи назардан из ох лари келтирилган. Лаборатория иароитида утказилган тажрибалар но-Гаусс статистикали майдонга эга оулган лазер нурининг фотосано^лар эцтимоллиги та^симоти (ФЭТ), аницлаш ва^ти интенсивликнинг корреляция дзврига якин холларда шу давргача крлланиб келинган тзкриоий тг-ксимотлардан кескин фарц килишини курсатди. Экспериментал ОЭТлар устада утказилган Лаплас тескари алшштиришларл асосида бирламчи ёруглякнинг интеграл интенсивлигининг тацсимоти тикланди. Нуп сонли излаг.ишлар натитасида интеграл интенсивликнинг тацсимот характери фотосаноц-ларнинг саралаш вацтига боглкк эмаслиги аникланди ва уни тавсиф этиш учун узгартирилган "логнорыал таксимот таклиф килинди. Ана шу узгартириилар асосида но-Гаусс статистикали майдонга эга булган лазер нури СЗТни Диамент-Тейч таксимоти асосида тавсифлаш муыкинлиги курсаталди.

Реал атмосфера шароитида утказилган экспериментал тадаикотлар лазер нурининг интеграл интенсивлик таксимоти характери узгармаслиги тргрисидаги хулосани ва фотссаноклар тацсимотини узгартирилган Диамент- Тейч таксимоти ёрдамида тавсиф этиш мумкин-лигини тасдаклади.

Монте-Карло методи асосида майдон таксимоти берилган холда фотосалоклар тизимини моделлаштириш алгоритм»; ишлаб чикилди. Ишлаб чикилган алгоритм ёрдамида бругликни кабу.1 килиш курилмасининг "мертвое время" вактини фотосаноклар стагистикасига таъсири Урганилди. .