Использование оптических элементов для создания компактных схем зондирования в задачах определения трансформации пучка в рассеивающей среде

Рассмотрены однопозиционные и двухпозиционные схемы в задаче определения трансформации пучка в рассеивающей среде. Эти трансформации могут быть обусловлены флуктуациями коэффициента преломления и рассеянием вперед на частицах рассеивающей среды. Если трансформация пучка обусловлена однократным рассеянием в направлении вперед, то проявлением трансформации является возникновение ореола при рассеянии вперед на частицах среды. Для однопозиционной схемы наличие ореола приводит к тому, что обратный сигнал уменьшается как за счет увеличения углового размера, так и за счет ослабления пучка за счет рассеяния и поглощения. Угловое искажение пучка можно определить двухпозиционной схемой посредством локальной калибровки. Если геометрия ореола при рассеянии вперед обусловлена только рассеянием на частицах аэрозоля, то по величине углового размера ореола можно найти эквивалентный размер (сечение) частиц. Тогда рассеивающему объекту однозначно сопоставляется эквивалентное сечение частицы (эквивалентный размер). Для среды с эквивалентными частицами обратный сигнал может быть откалиброван по коэффициенту обратного рассеяния для измерения концентрации эквивалентных частиц. При этом если размеры частиц такие, что угол рассеяния (дифракции) на них сопоставим с угловым размером пучка, то задача определения микроструктуры рассеивающего слоя через эквивалентный экран из данных дистанционных измерений решается однозначно. Обсуждаемый подход применим к исследованию приземного слоя атмосферы, который состоит, в том числе из несферических частиц различной природы. Следует отметить неприменимость существующих подходов к исследованиям приземного слоя атмосферы на основе методов, связанных с решением некорректной обратной задачи (зондирования на нескольких длинах волн).