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使用瞳孔平面波前数据导出动态测距瑞利信标弗里德参数值的湍流剖面分析
摘要。大气湍流通常会阻碍远距离光学成像应用。湍流对成像系统的影响可以表现为图像模糊效应，通常通过系统中存在的相位失真来量化。模糊效应可以根据沿传播路径测量的大气光学湍流强度及其对成像系统内相位扰动统计的影响来理解。获取这些测量值的一种方法是使用动态范围的瑞利信标系统，该系统利用沿传播路径的战略性变化的信标范围，有效地获得影响光学成像系统的像差的估计值。我们开发了一种从动态范围的瑞利信标系统中提取断层扫描湍流强度估计值的方法，该系统使用 Shack - Hartmann 传感器作为相位测量装置。介绍了从快速序列中获得的战略性范围变化的信标测量中提取断层扫描信息的基础，以及典型湍流场景的建模示例。此外，处理算法还用于模拟孤立强湍流层的识别。我们介绍了所选处理算法的基础，并讨论了该算法作为大气湍流分析方法的实用性。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported 许可证出版。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.OE.59.8.081807]
三维数值湍流瑞利-贝纳德对流中能量通量的弱公式和缩放特性
我们应用 Boussinesq 方程的弱形式来表征非常精确的数值模拟中势能、动能和粘性能通量的平均值和标准差的缩放特性。研究了局部 Bolgiano-Oboukhov (BO) 长度，发现其值可能在整个域内发生数量级的变化，这与之前的结果一致。然后，我们研究了弱方程的逐尺度平均项，它们是 Kármán-Howarth-Monin 和 Yaglom 方程的推广。我们没有发现经典的 BO 图像，但发现了 BO 和 Kolmogorov 缩放混合的证据。特别是，所有能量通量都与温度的 BO 局部 Hölder 指数和速度的 Kolmogorov 41 兼容。这种行为可能与各向异性和对流的强烈异质性有关，这反映在 BO 局部尺度的广泛分布中。逐尺度分析还使我们能够将从其定义计算出的理论 BO 长度与通过弱分析获得的缩放经验提取的理论 BO 长度进行比较。可以观察到缩放，但范围有限。这项工作的关键结果是表明问题的局部弱公式分析对于表征波动特性非常有用。
单频环光纤激光器，带有人工雷利散射提供的随机分布式反馈
1自动化与电视学院，俄罗斯科学院的西伯利亚分支，1 AC。Koptyug Ave.，630090 Novosibirsk，俄罗斯； ksyna_98@mail.ru（K.V.P. ）; golikov.inc@mail.ru（e.v.g。 ）; dostovalov@iae.nsk.su（A.V.D。 ）; wolf@iae.nsk.su（a.a.w. ）; z.munkueva@g.nsu.ru（Z.E.M. ）; abdullinasr@iae.nsk.su（s.r.a. ）; terentyev@iae.nsk.su（v.s.t. ）; babin@iae.nsk.su（s.a.b。） 2诺华州立大学物理系，皮罗戈娃2，630090俄罗斯诺瓦西比尔斯克3俄罗斯科学院普罗克霍罗夫通用物理研究所，38 Vavilov St.，1199991莫斯科，俄罗斯，俄罗斯， egorova@nsc.gpi.ru 4 Dianov光纤研究中心，俄罗斯科学院普罗夫洛夫通用物理研究所，俄罗斯莫斯科119991瓦维洛夫街38号； sls@fo.gpi.ru *通信：skvorczov@iae.nsk.suKoptyug Ave.，630090 Novosibirsk，俄罗斯； ksyna_98@mail.ru（K.V.P.）; golikov.inc@mail.ru（e.v.g。）; dostovalov@iae.nsk.su（A.V.D。）; wolf@iae.nsk.su（a.a.w.）; z.munkueva@g.nsu.ru（Z.E.M.）; abdullinasr@iae.nsk.su（s.r.a.）; terentyev@iae.nsk.su（v.s.t.）; babin@iae.nsk.su（s.a.b。）2诺华州立大学物理系，皮罗戈娃2，630090俄罗斯诺瓦西比尔斯克3俄罗斯科学院普罗克霍罗夫通用物理研究所，38 Vavilov St.，1199991莫斯科，俄罗斯，俄罗斯， egorova@nsc.gpi.ru 4 Dianov光纤研究中心，俄罗斯科学院普罗夫洛夫通用物理研究所，俄罗斯莫斯科119991瓦维洛夫街38号； sls@fo.gpi.ru *通信：skvorczov@iae.nsk.su
用于金属增材制造过程监控的激光生成宽带瑞利波形演变
摘要：本研究提出，激光脉冲可以产生有限振幅瑞利波，用于增材制造过程中的工艺监控。非接触式工艺监控使用脉冲激光产生瑞利波，并使用自适应激光干涉仪接收它们。文献中的实验和模型表明，有限振幅波形会随着传播距离而演变，甚至会在平面粒子速度波形中形成冲击波。非线性波形演变表明材料非线性，它对材料微观结构敏感，进而影响强度和断裂性能。测量是在定向能量沉积增材制造室内对平面 Ti-6Al-4V 和 IN-718 沉积物进行的。通过检测平面外粒子位移波形，还可以获得平面位移和速度波形。波形演变可以表征为 (i) 通过在不同点接收一个源振幅，或 (ii) 通过应用不同的源振幅在一个点接收。提供了针对有意调整的关键工艺参数的样本结果：激光功率、扫描速度和舱口间距。
使用动态范围的雷利信标系统进行大气湍流
湍流对远程成像系统的影响表现为图像模糊效应，通常由系统中存在的相畸变量化。可以想象，根据传播体积内的大气湍流强度，可以理解模糊效果。获得湍流强度曲线的一种方法是使用动态范围的雷利信标系统，该系统利用沿策略性的信标沿着传播路径的范围进行了差异，从而有效地推导了影响光学成像系统的模糊畸变的特定路径段贡献的估计。已经设计了一种利用此技术的系统，并且已经构建了用于测试的原型。该系统被称为TARDIS，该系统代表湍流和气溶胶研究动态询问系统。TARDIS是一种光学传感系统，基于在相对不变的湍流诱导的波前扰动的静态时期内动态更改收集传感器和瑞利信标之间的范围。一种概念收集的场景由信标组成，在该信标中，基于激光脉冲和摄像头快门速度，空气分子和气溶胶颗粒反向散射图像在不同距离捕获的距离。获得基于TARDIS的湍流强度曲线的基于测量的估计是基于整理分段的折射率结构参数，𝐶𝐶2，值为大气的特定层。这些𝐶𝐶𝐶𝐶𝑛𝑛𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠2值是从炸参数段（0𝑖𝑖）中发展出来的，这些值是从Shack-Hartmann波前传感器上的相邻测量值中推导的。从传感系统收集光圈上存在的相位方差的平均值估计炸参数的单个值。跨孔的估计相方差的平均值是由从Shack-Hartmann波前传感器测得的梯度重建的区域倾斜砖中构建的。本文提供了理解大气湍流的基础理论，提供了当前可用的湍流估计技术的参考，并提供了针对TARDIS的细节，层析成像湍流估计方法以及收集概念数据的初始证明的分析。这项研究提供了一种新颖的手段，用于量化大气湍流的强度特征。利用概述的方法，使用了扰动波前的直接测量，这与估计湍流强度曲线的其他方式有不同。由于这种差异，可以使用动态范围的信标来产生湍流概况估计值，以增加对其他方法的置信度，或用作不容易受到相同误差源影响的独立测量技术。此外，由于该技术利用了波前的直接测量，因此可以想象，这可以与用于图像校正的自适应光学系统相关。