Detection of infrared laser radiation by its Rayleigh scattering in the Earth's atmosphere
Обнаружение инфракрасного лазерного излучения по его Релеевскому рассеянию в атмосфере Земли

V. I. Grigorievsky, Fryazino Branch of Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of Russian Academy of Sciences, Vvedensky Sq.1, Fryazino Moscow region 141190, Russia
2018 Journal of Radio Electronics  
Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 141190, Московская область, г. Фрязино, пл. академика Введенского, д.1 Статья поступила в редакцию 13 ноября 2018 г. Аннотация. В работе решена задача определения величины принимаемой рассеянной оптической мощности сторонних слаборасходящихся лазерных пучков, распространяющихся в атмосфере Земли, пассивным лазерным локатором (лидаром) в слабозамутненной прозрачной атмосфере, а также определен радиус действия
more » ... диус действия лидара. В ночных условиях без солнечной засветки радиус действия лидара может составлять более 10000 км при обнаружении пучков с мощностью порядка 100 кВт. При наличии солнечной засветки радиус действия уменьшается на порядок. Экспериментальные и теоретические данные согласуются между собой, что подтверждает правильность теоретического подхода к решаемой задаче. Ключевые слова: лидар, рассеяние Релея, атмосфера, солнечная засветка. Abstract. The paper solved the problem of determining the amount of received scattered optical power of third-party weakly diverging laser beams propagating in the Earth's atmosphere by a passive laser locator (lidar) in a transparent atmosphere, and the radius of the lidar action was determined. At night, without sunlight, the lidar range can be more than 10,000 km when detecting beams with a power of about 100 kW in the 1 Hz frequency band. The lidar photodetector is made on the basis of an avalanche photodiode with a detecting ability (NEP) equal to 3.2 . 10 -14 . In the presence of solar illumination, the range is reduced by an order of magnitude due to the additional noise of the illumination falling on the avalanche photodiode. However, if a wavelength of laser radiation is wellnoun, it is possible to use a narrow-band interference filter in front of the photodetector. In this case, the influence of solar illumination can be almost completely eliminated and the range of ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ, ISSN 1684-1719, N11, 2018 2 the lidar increases. Rayleigh scattering detection in the weakly turbid atmosphere of the Earth can also be used for long-distance communication or synchronization of remote sites over long distances. Experimental and theoretical data are consistent with each other, which confirms the correctness of the theoretical approach to the problem being solved.
doi:10.30898/1684-1719.2018.11.12 fatcat:qb3bszwa5rdhbfa4yr3n7b2p34