Футуристика вооружённых сил
360,114 864
 

  PublicJoke ( Слушатель )
23 авг 2009 15:47:10

Тред №139186

новая дискуссия Дискуссия  316

По приглашению Мимохожего:

По поводу того, хотели ли американцы применять в ABL обращение фронта волны. По-моему, именно на это и был изначальный расчёт (иначе заявленным характеристикам взяться просто неоткуда). И именно о невозможность его использования на сколько-нибудь больших расстояниях они наверняка и споткнулись. Сам я ни разу не физик, просто пробежался по верхам, и для затравки выдам пару предположений:

1) Американцы, сильно любящие процессоры, возможно, хотели сделать обратную связь цифровой (наверняка аналоговая при таких мощностях технически труднореализуема). И, конечно, обломались.
2) Мощность излучения лазера, фокусирующегося с использованием обращения фронта, нельзя подымать скачкообразно, т.к. при этом фокусировка рассыпается.

Кто-нибудь желает прокомментировать этот поток сознания?
Отредактировано: PublicJoke - 23 авг 2009 21:37:18
  • +0.00 / 1
  • АУ
ОТВЕТЫ (8)
 
 
  Мимохожий ( Слушатель )
23 авг 2009 22:12:24
ОВФ, вообще-то, процесс принципиально аналоговый, а попытки управлять оным цифровым образом - сводятся к генерации денисюцкой (толстослойной то бишь) голограммы (исполняющей роль заднего зеркала в ОВФ-установках) в реальном времени. Рабочая длина волны COIL (Chemical oxygen iodine laser, любимая игрушка корпорации "Боинг") - 1315 нм, очко ABL - минимум полтора фута в диаметре, вычислительную сложность задачи - можете прикинуть сами. У меня навскидку получились сотни эксафлопс (~n*1020 флопс). Так что извините, ребятки, только эмуляция, в лице адаптивной оптики...Подмигивающий

Ну, я бы сказал, не "фокусировка рассыпается", а "воздух нагревается/пробивается".Подмигивающий В вакууме такой девайс ПМСМ будет вполне работоспособен.
А мощность на ОВФ наоборот не может быть меньше некоторой критический (и эффективность обращения ЕМНИП (впрочем, могу ошибаться, область, скажем так, не совсем моя) растёт как третья степень мощности на единицу объёма кюветы), поскольку процесс существенно нелинейный...Подмигивающий
  • +0.16 / 2
  • АУ
 
 
  PublicJoke ( Слушатель )
23 авг 2009 23:06:09
Ага, спасибо за отклик. Так Вы согласны с исходным посылом о том, что без ОВФ с ABL и затеваться было бессмысленно?



Ну-ну-ну, зачем же так сплеча? Расстояния-то там хотелись тоже недетские. Понятно, что свои 500 км в одну сторону они точно хрен получат. Ну пусть для круглости будет 150. Тогда время реакции по петле аж целая миллисекунда (боремся-то с макрофлуктуациями, а не с броуном). Соответственно, и картинку чаще менять смысла особого нет (хотя и полезно было бы). Второй момент -- "пиксель" голографического зеркала не обязан (да и не может) быть размером с длину волны, как в плоскости, так и в продольном направлении.

Я чего так в цифру-то упёрся: из того, что прочитано мною в сети, следует, что отражённый сигнал принято снимать обычной матрицей детекторов волнового фронта (для больших мощностей, во всяком случае), что подразумевает дальнейшее цифровое управление, причём для каждого пикселя можно поставить свой процессор (цифровая фильтрация, все дела).



Вследствие чего фазовая картина полностью меняется. Или я неправ?



Ну речь-то не про орбитальные лазеры. Там, фактически, будут корректироваться только неидеальности самого излучателя.



Не могут же они свою многомегаваттную хрень гонять в сколько-нибудь непрерывном режиме, у них борт расплавится. Вообще, складывается впечатление, что ABL изначально создавался для решения задач, отличных от публично озвученных.
  • +0.09 / 1
  • АУ
 
 
 
  Мимохожий ( Слушатель )
24 авг 2009 01:30:42
Нет...Подмигивающий Я бы сформулировал так: общеизвестно, что ОВФ "заточено" под задачи с числовой апертурой не менее 0,1 и даёт реальные преимущества перед другими методами фокусировки при NA в районе единицы (типа тех же установок по лазерному УТС). Посему как эту технологию можно с пользой применить к лазерам воздушного базирования - я вот так навскидку и не соображу...Подмигивающий

UPD: только что сообразил, длина когерентности COIL вообще-то достаточно мала (в районе десятков-сотни метров), посему когерентные методы, типа ОВФ в данном случае не применимы вообще...Подмигивающий

Извиняюсь, "учить матчасть"...Подмигивающий
Δx*Δy*Δz < λ3. Граничное условие применимости дифракционного интеграла дальней зоны, оптика, второй курс...Подмигивающий
В переводе с злобно-математического на русский общепонятный, объём "пикселя дифракционной решётки", как Вы его назвали - не может быть больше куба длины используемой волны, иначе дифракционная картина в дальней зоне будет невосстановима принципиально (а если считать более корректно, с учётом хотя бы рэлеевского критерия разрешения - то не меньше 1/8 куба длины волны)...Подмигивающий
То есть, если ещё более прилизиться к практике - Вы можете следать это пиксель сколько угодно протяжённым по одной и даже по двум осям, но Вам в этом случае, чтобы сохранить разрешение в фокальной плоскости Вашей решётки - придётся контролировать оптическую плотность решётки в тем большем числе точек на длину волны по оставшимся координатам, чем более Вы снизили требования по одной из них...Подмигивающий

Полностью...Подмигивающий
"Снимать информацию" пока что удаётся исключительно молекулами среды с керровской нелинейностью, а для более-менее осмысленного "управления" такими устройствами (вполне, кстати, аналогового) была развита даже целая область физики волновых процессов, именуемая "динамическая голография" (не путать с "голографическим кино"...Подмигивающий ) и введено в научный обиход такое понятие, как "динамико-голографическая вычислительная среда" (модная фишка в середине 80-х, так до сих пор, насколько мне известно, ничем и не увенчавшаяся).

А "неидеальности среды" методами, требующими хоть сколько-нибудь значимой продольной когерентности задачи и не корректируются...Подмигивающий С такими вещами скорее уж спекл-интерферометрия работает...Подмигивающий  А для "боевых" применений в атмосфере - гораздо проще лидерным импульсом "прострелить" канал, а уже по нему слать основной (кстати, и вероятность пробоя - сильно меньше будет, и с субнаносекундным "дробящим" импульсом побаловаться можно будет). Но проблему вибраций и неточности прицеливания такой подход всё равно не снимет...Подмигивающий

Вообще-то она точилась под единичные импульсы в режиме свободной генерации...Подмигивающий И вес реагентов, необходимых для одного такого импульса - немножко так четыре тонны, а максимальный запас на борту - на семь таких импульсов...Подмигивающий

Вообще, складывается впечатление, что она делалась ровно потому, что на неё денежку отпилить удобнее всего было. А насчёт того, получится ли из неё в конце-то концов хоть какое-то оружие - никто всерьёз и не надеялся...Подмигивающий Кстати, погуглите такие программы как Chair Heritage (пучковое оружие), Brilliant Pebbles (кинетика) - там та же история...Подмигивающий
  • +0.56 / 4
  • АУ
 
 
 
 
  rommel.lst ( Практикант )
25 авг 2009 01:05:40

А откуда дровишки длина когерентности? Где-то реальная цифра по ширине спектра светилась? Просветите, плз.

PublicJoke
Так после сотен км пролета пучка по неоднородной среде, да отражения от поверхности произвольной формы из неизвестного материала, пучок будет " поперек себя шире" не когерентен в поперечном направлении. Т.е. на приемник лидара прилетит спекл-поле с пространственно неоднородной поляризацией и когерентность будет сохраняться в пределах одного спекла максимум. Что там обращать-то?

После получения первого отражения от цели, ИМХО, включается "мешалка" - луч лидара начинают курвить, предварительно ломая фронт, и добиваясь наилучшего качества вернувшегося пучка.
Если для заданного направления (или, даже лучше сказать, распределения направлений) вектора к пучок "идет плохо", то можно в исходящем пучке принудительно сделать кашу, которая в разные мгновения содержит волновые вектора из всего доступного диапазона, и найти наилучший для данного выстрела вариант. А потом стрелять большим фонарем через найденную фазовую маску.  Как-то так..
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
  PublicJoke ( Слушатель )
25 авг 2009 11:10:32
Я сразу сказал, что не физик, в нашей бурсе физику читали всего два семестра; фактически, я пытаюсь с вами, спецами, разговаривать по наитию. Цель моя -- получить как можно больше интересной мне информации, заглотить её и долго переваривать, пытаясь превратить её в знание. Плохо, что при этом я не могу отплатить ничем равнозначным. Так что в виде компенсации предлагаю просто от души лупить меня подушками.



Допустим, у нас чисто аналоговая установка, использующая ОВФ. Допустим также, что у нас есть возможность регистрировать спекл обратного луча, не искажая его. Вопрос -- как будет выглядеть его спекл в установившемся режиме фокусировки на удалённом объекте?. Будет ли он более-менее стационарным, или будет постоянно "полностью" меняться?



Так вроде бы никто и не говорил, что резиновое зеркало  -- всегда плоское. Не факт, что субзеркалами корректируется только "субфаза". Нельзя ли использовать такое для повышения скорости сходимости?



То есть Вы согласны с Мимохожим в том, что выстрел эту маску не развалит? А то американцы говорили что-то о нескольких секундах...
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
  Мимохожий ( Слушатель )
25 авг 2009 11:57:32
А нафига Вам ширина спектра?Подмигивающий Вообще-то рекорды по части продольной когерентности держат ЕМНИП низкоэнергетические лазеры с продольным разрядом на моноокиси углерода (угарном газе, то бишь), у них длина когерентности составляет сотни метров - максимум километр (и даже этого для наших задач явно недостаточно). У более-менее ширпотребных ЛГ-шек длина когерентности в естественном виде - в районе полуметра, сильно и последовательно подрючившись с загонянием их в одномодовый режим - можно обеспечить метров 7-8, но не более. У углекислотников с поперечным разрядом - тоже единицы метров, о твёрдом теле - и не говорим. У всех остальных химических и газодиниамических лазеров, о которых есть соответствующие сведения, длина когерентности составляет единицы метров. Так что извините, но даже Звелто на полке откапывать лень...Подмигивающий
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  rommel.lst ( Практикант )
25 авг 2009 15:10:32

Ну, классическая формула для длины когерентности в знаменателе содержит полуширину спектра излучения. И, собственно, эта самая полуширина и определяет длину когерентности для данной лямбды. И танцы с юстировкой резонатора в общем-то и направлены на получение максимально узкой полосы усиления/генерации..

Все разговоры о ЛГ-шках и прочем - это для непрерывной генерации. При импульсной уширение будет ой-ёй.
Об АБЛ писали разное. Вы считаете, он действительно генерит квазинепрерывно в течение нескольких секунд?

Цитата
Допустим, у нас чисто аналоговая установка, использующая ОВФ.
........


Не будет там работать обращение. Я вначале, читая о штатских игрищах, тоже сразу об ОВФ подумал, но потом просто вспомнил о предполагаемой дальности стрельбы.
Говорить об ОВФ можно только в случае, когда все точки фазовой поверхности обращаемой волны когерентны. Т.е. они имеют постоянную разность фаз и волна в них поляризована одинаково. Но при распространении реального пучка происходит расфазировка - из-за собственной расходимости, неоднородностей показателя преломления среды и т.п.. Пучок расползается, и спеклуется (профиль становится пятнистым), а при больших мощностях в воздухе еще и филаментируется..
Когерентность сохраняется в пределах одного пятна-спекла.

А обращать некогерентный волновой пакет, да чтоб сохранить пристойную энергетику обращенного пучка, это задачка не для слабонервныхУлыбающийся

А адаптивная оптика может работать и с некогерентным светом.

Цитата
Так вроде бы никто и не говорил, что резиновое зеркало  -- всегда плоское. Не факт, что субзеркалами корректируется только "субфаза". Нельзя ли использовать такое для повышения скорости сходимости?


так для того и используютУлыбающийся  Субфаза, направление вектора к для фрагмента волновой поверхности - называйте как хотите
Я ж написал выше - начинают быстро, по специальному алгоритму, курвить фазовый профиль излучаемого пучка и смотреть как меняется принимаемый. Находят оптимум (например, пучок с максимальной энергетикой на заданную площадь), запоминают фазовую маску (профиль зеркала там, или еще что), и через нее пускают уже мощный луч.

Цитата
То есть Вы согласны с Мимохожим в том, что выстрел эту маску не развалит? А то американцы говорили что-то о нескольких секундах...


А чего он должен ее развалить? Если там управляемый микрозеркальный массив, то вообще проблем нет - микромеханика с пьезоэлектрическими движками. Перегрев оптики - это все сказки для детей.  Сейчас вполне реально даже для "простых людей" купить зеркало, которое в заданном узком диапазоне длин волн имеет коэффициент отражения 99.99999% (с пятью-шестью девятками после запятой) - вопрос только в цене.  Даже при мегаваттных мощностях там нагрев будет копеечный.
Если у вас управляемая фазовая матрица пропускающая, то ее под заданную мощность и сделают - будет работать. Хотя я в пропускающую маску не верю - геморройно это.
  • +0.14 / 1
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
  PublicJoke ( Слушатель )
25 авг 2009 15:51:24


Я имел ввиду, что в конечных положениях микрозеркал закодированы также и неоднородности атмосферного участка. В залповой фазе, которая, вроде бы, тянется несколько секунд, решение задачи фокусировки должно продолжаться, однако сама задача существенно усложнится, поскольку, во-первых, лазер начнёт заметно влиять на атмосферу, а во-вторых, сами микрозеркала начнут испытывать совсем другое давление.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
<< Тред №139185
Тред №139187 >>