§ 3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В последние годы приемно-передающие лазерные установки широко используют для локации и слежения за движением искусственных спутников Земли. Поскольку спутники можно снабдить большими отражателями, на Землю возвращаются относительно мощные сигналы. Это облегчает конструирование самих приемнопередающих систем. Некоторая трудность при слежении за
Рис. 31.4. Схема телескопической системы для расширения лазерного пучка. А и А — входная и выходная апертуры лазерного пучка.
спутниками связана с их большой линейной скоростью. В настоящее время на Земле работает несколько десятков лазерных приемнопередающих станций, специально предназначенных для слежения за движением спутников. Уже в 
сотрудники обсерватории Хаут Провинс в США приняли отраженное лазерное излучение от «Эксплорера-22» и измерили мгновенное расстояние между Землей и спутником с точностью 
Относительно невысокая точность измерения объясняется прежде всего использованием импульса рубинового лазера слишком большой длительности 
не).
Введем понятие энергетической светимости светового пучка, которая определяется как лучистая мощность, приходящаяся на 
(или 
на стерадиан. Разумеется, эту светимость невозможно увеличить никакими оптическими элементами. Допустим, что мы преобразуем начальный световой поток с апертурой А в выходной поток с апертурой А (рис. 31.4) [7]. Положим (см. формулу (5.1)):
где 
— расходимости пучка до и после преобразования, 
некоторый коэффициент, зависящий от модовой структуры пучка. Здесь 
— телесные углы, поэтому вместо к появляется 
Для идеального однородного светового пучка 
для многомодового пучка 
Пусть лазерный передатчик излучает сигналы с помощью некоторой формирующей системы, например зеркала телескопа, к приемнику, расположенному очень далеко, например на спутнике. Отношение принятой мощности 
к переданной мощности 
можно записать в следующем виде:
где 
— расстояние между передатчиком и приемником, а 
их эффективные апертуры. Однако мощность, достигающая приемника, не может быть меньше некоторого минимального значения 
которое в общем случае объясняется наличием квантовых шумов. Оно равно
где 
— квантовый выход детектора (в качестве детектора можно использовать, например, фотоэлектронный умножитель), 
ширина полосы передаваемого сигнала. В оптическом диапазоне квантовый шум 
обычно превышает тепловой шум 
Из выражений (31.1) и (31.2) получаем минимальную мощность передатчика
Чтобы сигнал в приемнике превышал уровень шумов, мощность передатчика должна быть равна
где 
— отношение сигнала к шуму, которое в данном случае больше единицы. Из формулы (31.4) прежде всего следует, что мощность передатчика прямо пропорциональна X. Поэтому с точки зрения увеличения дальности связи полезно повышать частоту сигнала. В этом отношении лазерное излучение удобнее радиоволн.
ЛИТЕРАТУРА
(см. скан)
