Laserstråling gjennom turbulent atmosfære – del 4 – det stokastiske temperaturfeltet

Prosjektet "laservåpen og beskyttelse" innenfor forskningsprogrammet "luftvern, ubemannede luftsystemer og laser" går ut på å utvikle høyeffektlasere som mottiltak mot innkommende prosjektiler, droner og liknende. Siden lasereffekten leveres på målet gjennom en typisk turbulent atmosfære, er det relevant å estimere dens påvirkning på strålekvaliteten. Denne rapporten (den første i en serie) diskuterer de mest brukte metodene (Rytov- og Markov-approksimasjonen) for beregning av de generelle forventningsverdiene til strålefeltet (midlet feltstyrke, andregrads korrelasjonsfunksjon og i tilfellet Rytov-approksimasjonen også fjerdegrads korrelasjonsfunksjon) uten å spesifisere noen form for atmosfærisk modell.

Prosjektet "laservåpen og beskyttelse" innenfor forskningsprogrammet "luftvern, ubemannede luftsystemer og laser" går ut på å utvikle høyeffektlasere som mottiltak mot innkommende prosjektiler, droner og liknende. Lasereffekten leveres på målet gjennom en typisk turbulent atmosfære. Derfor er det relevant å estimere dens påvirkning på strålekvaliteten. Denne rapporten er den andre i en serie. Vi diskuterer her de mest brukte atmosfæremodellene for brytningsindeksfluktuasjoner, blant dem Kolmogorov-, Tatarski- og von Kármán-modellen. De tilsvarende spektralfunksjonene inngår i beregningen av forventningsverdiene til strålefeltet.

Prosjektet "Laservåpen og beskyttelse" innenfor forskningsprogrammet "Luftvern, ubemannede luftsystemer og laser" går ut på å utvikle høyeffektlasere som mottiltak mot innkommende prosjektiler, droner og liknende. Lasereffekten leveres på målet gjennom en typisk turbulent atmosfære. Derfor er det relevant å estimere påvirkningen som atmosfæren har på strålekvaliteten. Denne rapporten er den tredje i en serie. Vi diskuterer her eksperimentelle resultater fra et feltforsøk. Feltforsøket bidro først og fremst til kompetansebygging for videre forsøk med laserpropagasjon og strålelevering. Vi har prøvd ut analysemetoder som gir oss nyttig informasjon om intensitetsfordelingen på målet. Disse metodene avslørte problemer med laseroptikken, og vi lærte mer om hvilke kvalitetskrav metodene stiller til kameraene. Dette gjaldt spesielt muligheten til å kunne justere optikken i felt, redusere bakgrunnsstøyen i registreringene og synkronisere generelt. Erfaringene fra feltforsøket gjør at vi neste gang ønsker å utvide eksperimentet til å inkludere lengre tidsrekker, kjappere bildefølger og generelt flere kjøringer for flere detaljstudier. Til tross for noen eksperimentelle mangler finner vi interessante resultater: Andremomentene til stråleforflytningen og korttids stråleforbredning ser ut til å være additive, og dette støtter antakelsen at disse prosessene er statistisk uavhengige. Videre fant vi at stråleforflytningen var i samsvar med modellene som finnes i tekstbøkene, for eksempel til Andrews og Phillips. Forsøket ble gjennomført i oktober 2022 sørvest i Frankrike nær byen Toulouse i regi av det franske forskningsinstituttet ONERA.