Оптика атмосферного аэрозоля Институт проводит разработку методов дистанционного лазерного зондирования параметров аэрозольной атмосферы. Для построения высотных профилей оптических характеристик аэрозолей в тропосфере и стратосфере, а также для картирования аэрозольного загрязнения атмосферы промышленных центров в ИАО разрабатываются и широко используются различные лидары. Проводятся комплексные лидарные и акустические исследования для выявления закономерностей взаимодействия между аэрозольными и газовыми компонентами, а также метеопараметрами в приземном слое атмосферы. Исследуется роль многократного рассеяния при оптическом зондировании рассеивающих сред.
Использование созданного в ИАО самолёта-лаборатории «Оптик-Е» позволяет строить карты аэрозольного состава атмосферы и проводить экологическую экспертизу состава воздуха в городах. Применение лидара обеспечивает получение оперативной информации об облачном покрове, включая данные о геометрических и оптических особенностях облаков, а также о замутнённости верхнего слоя океана.
Оптика турбулентной атмосферы Турбулентные флуктуации показателя преломления воздуха разрушают внутреннюю структуру лазерного пучка, распространяющегося в атмосфере. Это физическое явление лежит в основе развивающегося в Институте направления исследований – изучение и прогнозирование турбулентных флуктуационных характеристик поля лазерного излучения. В рамках этого направления создана современная теория, ведутся эксперименты. Разрабатываются новые методы оптического зондирования характеристик турбулентных потоков в атмосфере.
Нелинейная оптика атмосферы В рамках данного направления проводится изучение новых эффектов нелинейной оптики, реализующихся в атмосфере при распространении лазерного излучения: испарение, взрыв, горение аэрозолей, оптический пробой аэродисперсных сред, пондеромоторные эффекты, светоиндуцированное просветление мутных сред.
Разрабатывается теория самовоздействия лазерных пучков произвольной когерентности в неоднородных средах. Решается проблема описания потерь энергии и направленности лазерных пучков в атмосфере для условий протяжённых трасс различного направления и произвольной оптической погоды. Исследуются принципиальные возможности использования когерентных и нелинейных взаимодействий в качестве физической основы методов лазерного и опто-акустического зондирования параметров атмосферы.
Распространение лазерного излучения в атмосферах Земли и других планет Решение ряда проблем, в том числе таких глобальных, как повышение точности прогноза погоды, определение радиационного режима планет, развитие и использование достижений космонавтики и лазерной физики немыслимо без фундаментальных исследований явлений, сопровождающих распространение оптического излучения в атмосфере.
Современные исследования в области атмосферной оптики требуют более высокой точности и оперативности получения информации об оптических свойствах атмосферы в традиционных задачах астрономии, геодезии и физики атмосферы.
Оптическое зондирование атмосферы Одним из приоритетных направлений деятельности Института является разработка фундаментальных основ, методов и принципиально новых технических устройств для дистанционного зондирования атмосферы. В Институте создана и эксплуатируется многоуровневая система глобального мониторинга высотной стратификации оптических и физических параметров атмосферы на основе уникального комплекса стационарных и мобильных установок наземного, морского, воздушного и космического базирования для дистанционного экологического и метеорологического мониторинга. Полученные экспериментальные данные позволяют исследовать связи между различными параметрами атмосферы и определять закономерности их изменения. Накопленный исследовательский потенциал и опыт в решении комплексных проблем применяются для исследования проблем глобального изменения климата и окружающей среды.
Лазерная спектроскопия атмосферы В Институте детально разрабатываются новые методы лазерной спектроскопии и на их основе создаются образцы нового поколения спектральной аппаратуры – сверхчувствительные лазерные спектрометры. Проводятся исследования колебательно-вращательных спектров высокого разрешения слабопоглощающих атмосферных газов и малых примесей антропогенного и природного происхождения.
Анализируется влияние внутри- и межмолекулярных взаимодействий на структуру спектра и контура отдельных спектральных линий. Разрабатываются методы лазерного концентрационного анализа многокомпонентных сред, обладающие высоким быстродействием и чувствительностью.
Лазеры на парах металлов Высокая монохроматичность, большой набор длин волн генерации ультрафиолетового, видимого и ближнего инфракрасного диапазонов, возможность получения больших мощностей, энергий и малых длительностей импульсов лазерного излучения с высокой частотой следования определяют широкие возможности использования излучения лазеров на парах металлов, эксимерных молекулах и лазеров на красителях при зондировании атмосферы.
.jpg "Всестороннее изучение атмосферы Земли")
