Abstract

AUGUSTINE, SHIVAN M.  and  CHETTY, NAVEN. Experimental verification of the turbulent effects on laser beam propagation in space. Atmósfera [online]. 2014, vol.27, n.4, pp.385-401. ISSN 0187-6236.

En este trabajo se modificó un diseño experimental preexistente para clasificar íntegramente los efectos térmicos de un rayo láser que se propaga en el aire. Las mejoras incorporadas al diseño previo incluyeron un láser más potente, un sistema de formación de turbulencias de alta precisión, un sensor de presión integrado, y una plataforma para ajustar la altura entre el rayo láser y el modelo de turbulencia. Este diseño no sólo puede reproducir resultados previos con exactitud, sino que además permitió la medición exitosa de nuevos datos sobre la intensidad de la turbulencia C²_n, la varianza de Rytov (cintilación) y el diámetro de coherencia (parámetro de Fried). Los interferogramas resultantes se analizaron utilizando transformadas rápidas de Fourier. Los resultados confirman, dentro del régimen de Kolmogorov, que las fluctuaciones en fase e intensidad se incrementan en relación con la temperatura. La región turbulenta mostró perturbaciones muy intensas, en el rango de 1.1 x 10^-12 m^-2/3 a 2.7 x 10^-12 m^-2/3. A pesar de la intensidad de la turbulencia, con relación a la cintilación se demostró algo diferente, ya que la condición para un entorno de turbulencia débil se determinó en el laboratorio y se esperaba un bajo índice de cintilación. Esto es resultado de las distancias de propagación relativamente cortas obtenidas en el laboratorio. En la atmósfera abierta las trayectorias cubren grandes distancias y, para determinar los efectos de la turbulencia, el modelo debe generar turbulencias de mayor intensidad. De esta manera, el modelo demostró su capacidad para cuantificar y determinar plenamente los efectos térmicos de la turbulencia en un rayo láser en propagación.

Keywords : Rytov variance; thermal turbulence; Fried's parameter; scintillation index; laser beam propagation; turbulence strength.

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