Effekten av optisk turbulens längs sneda banor
Publiceringsdatum: 2015-06-08
Rapportnummer: FOI-R--4074--SE
Sidor: 43
Skriven på: Svenska
Nyckelord:
- Atmosfärsturbulens
- strukturfunktion för brytningsindex
- optisk turbulens
- Cn
- 2
- laser
- lidar.
Sammanfattning
Rapporten sammanfattar en studie av optisk turbulens som funktion av höjd och dess inverkan på laserstrålars utbredning längs sneda banor, specifikt med avseende på lasersäkerhet. Arbetet är genomfört på uppdrag av FMV enligt FMV's beställning 380301-LB871360, "Turbulenseffekter för sneda banor". I arbetet ingår att analysera och sammanställa relevant litteratur för bedömning av turbulensens inverkan på laserstrålar längs sneda banor, samla information och kortfattat beskriva relevanta modeller av strukturparametern för brytningsindex Cn 2, samt samla information om och kortfattat beskriva modeller för beräkning av turbulensinverkan på riskbedömningen och riskområdet för laserstrålning. Strukturparametern är den enskilt viktigaste parametern i beskrivning av turbulensens inverkan på utbredning av elektromagnetisk strålning. Rapporten diskuterar vikten av optisk turbulens samt redovisar de vanligaste modeller för Cn 2 som funktion av höjden samt ett antal metoder att mäta Cn 2. Vidare genomförs några beräkningar för en laserpekare från hög höjd och långt avstånd ner till mål på marken med en ny utbredningsmodell WONAT, implementerad i s.k. CUDA teknologi. Sannolikheten för att skadetröskeln överskrids beräknas utifrån samma exempel med en laserutpekare och sned bana på långt avstånd men med mer traditionell beräkningsmetodik. Sannolikheten för att maximalt tillåten exponering (MTE) överskrids ges som funktion av avstånd i jämförelse med NOHD för tre antagna nivåer på turbulens. Det använda exempelet visar på att det finns en 8 % risk för att MTE överskrids på ett avstånd som är 1 km längre än NOHD vid en turbulensnivå av 2·10-15 m-2/3 nära marken.