Особенности адаптивной фазовой коррекции искажений оптических волн в условиях проявления флуктуаций интенсивности

Abstract

Впервые экспериментально объяснена причина потери эффективности адаптивной фазовой коррекции при распространении оптических волн в турбулентной атмосфере в условиях сильных флуктуаций интенсивности. По данным экспериментов, выполненных, как на горизонтальных, так и на вертикальных атмосферных трассах, было обнаружено, что, когда радиус когерентности в оптической волне становится меньше первой зоны Френеля, флуктуации интенсивности начинают влиять на данные фазовых измерений. Это приводит к тому, что основной измеритель системы АО – датчик Гартмана - при наличии глубокой амплитудной модуляции уже не обеспечивает правильность измерений распределения фазы. На основе изучения поведения модовых составляющих фазовых флуктуаций, восстановленных по данным измерений при различных режимах работы, было обнаружено, что, в первую очередь, подвергаются искажениям низшие моды разложения фазовых флуктуаций - наклоны, дефокусировка и астигматизм, и как показывает анализ эти моды сильно отличаются от классических, соответствующих режиму слабых флуктуаций. The reason for the loss of the adaptive phase correction efficiency in the propagation of optical waves in a turbulent atmosphere under strong intensity fluctuations is explained experimentally for the first time. According to the experiments performed on both horizontal and vertical atmospheric paths, it was found that when the coherence radius in the optical wave becomes less than the first Fresnel zone, the intensity fluctuations begin to affect the data of phase measurements. This leads to the fact that the main meter of the AO system – the Hartmann sensor - in the presence of deep amplitude modulation does not provide the correct measurement of the phase distribution. Based on the study of the behavior of modal components of phase fluctuations, reconstructed from data of measurements in different modes of operation, it was discovered that in the first place, are distortions of the lower modes of the decomposition of phase fluctuations - tilts, defocus and astigmatism, and the analysis shows that these modes are very different from the classical one, corresponding to the regime of weak fluctuations.