Interferometrické měření optického signálu v turbulenci

Abstract

Práca sa zaoberá možnosťami kvantifikácie vplyvu atmosférických turbulencií na optický signál využívaný v bezdrôtovej optickej komunikácii. V prvej časti je atmosféra predstavená ako prenosové médium. Nasleduje stručný rozbor interferometrie a funkčných prvkov interferometrov. Ďalej sú uvedené viaceré prístupy analýzy prenosového prostredia optického zväzku a ich experimentálne prevedenie. Matematický aparát vychádza z Kolmogorovovej kaskádnej energetickej teórie, Rytovovej variancie a ako hlavný kvantifikátor miery turbulencie slúži štruktúrny parameter indexu lomu. Experimentálne získané dáta sú taktiež podrobené štatistickej analýze. V poslednej časti je vytvorená vizualizácia premenlivosti interferenčného obrazca v čase pod vplyvom atmosférických turbulencií. V práci bola využitá konštrukcia Michelsonovho interferometra.The aim of this thesis is to quantify the impact of atmospheric turbulence on optical signal used in free space optic communication systems. The first part is associated with atmosphere as transmission medium. Following part deals with interferometry and components of interferometers. Various methods of analysis of trasmission environment for optical beam are introduced theoretically and experimentally. Mathematical apparatus based on Kolmogorov’s cascade theory, Rytov’s variance was used to find value of structural parameter of refraction as a main measure of turbulence intensity. Experimentally obtained data were subjected to statistical analysis. The visualization of interference pattern fluctuations under turbulent conditions is shown in the last section. Interferometric method was realized with Michelson interferometer.