Волновые процессы в турбулентной атмосфере и волновое зондирование природных и техногенных случайных сред

Дано описание выполненных по проекту на этапе 2024 г. работ, направленных на исследование распространения лазерного излучения и волновых процессов в случайно неоднородных средах, разработку методов и создание средств волнового дистанционного зондирования и изучение атмосферной турбулентности и техногенных случайных сред. Представлены результаты выполненных работ и исследований, к основным из которых относятся следующие. Впервые получены экспериментальные данные о статистических характеристиках интенсивности «сложных» лазерных пучков в виде суперпозиций вихревых оптических полей с различными топологическими зарядами в зависимости от интенсивности оптической турбулентности на трассе распространения. Создана теория формирования “идеального” оптического вихря, характерной особенностью которого является инвариантность его свойств относительно топологического заряда, пространственно частично когерентным бессель-гауссовым пучком в турбулентной атмосфере. Выполнены численные исследования распространения лазерного излучения на протяженных высотных трассах в турбулентной атмосфере, включающих прилежащий к передатчику участок высокоскоростного турбулентного течения с неколмогоровским спектром флуктуаций плотности воздуха. Выполнены конструкторские работы и разработано программное обеспечение, повышающие потенциал и расширяющие возможности созданного на предшествующих этапах проекта когерентного доплеровского ветрового лидара ЛРВ-2. Создан экспериментальный образец видеоцифрового комплекса для измерения интенсивности оптической турбулентности на протяженных трассах по вызываемым флуктуациями показателя преломления искажениям оптических изображений. В экспериментах над городской застройкой показано, что созданный исполнителями проекта лидар усиления обратного рассеяния (УОР лидар) позволяет оперативно в автоматическом режиме отслеживать динамику интенсивности оптической турбулентности и общую концентрацию аэрозоля в направлении зондирования. Впервые показано, что использование тепловизоров позволяет выявлять вихревые структуры в пожарах на фоне горения в виде пламени.