被动闪烁计：理论与概念验证

我们提出了一种低成本被动闪烁计的设计，该闪烁计通过分析均匀但亮度不同的两个区域之间直边图像中的闪烁来测量光学湍流的强度。基于相位屏和严格的路径积分传播成像模型，我们发展了两种描述闪烁的理论方法。对两种模型的渐近分析得出了四种不同的成像情形。我们提出了两种均匀近似，涵盖了被动闪烁计应用中最有前景的结论。闪烁强度与存在闪烁的区域宽度均可用于估计湍流强度。我们展示了概念验证实验的结果，其中使用配备长焦镜头的消费级相机拍摄了专门制作的目标图像。我们描述了将目标特征与湍流闪烁分离的图像处理方法。计算了三个光谱带和若干孔径下的图像方差空间分布。正如预期，闪烁集中在锐利边缘附近，而在目标均匀明亮部分不存在。观测到的边缘闪烁方差处于理论极限之内，并为三个光谱带的湍流结构常数提供了合理估计。然而，对于较大孔径，闪烁区域宽度及其对孔径的依赖性与薄透镜成像理论不一致。我们将其归因于对条形目标的额外台架测试表明，相机和镜头分辨率远低于标称薄透镜衍射极限，应使用不同的光学装置以利用涨落的空间分布和孔径依赖性。