Khi mà điều kiện nhiễu loạn trở nên mạnh hơn thì mô hình log-normal không còn chính xác nữa và cho kết quả khá khác so với thực nghiệm. Chính vì thế mà mô
hình Gamma Gamma đã được đưa ra để sử dụng cho trường hợp nhiễu loạn vừa và mạnh
Mô hình này được xây dựng dựa trên quá trình điều chế mà với phương pháp điều chế này, độ biến đổi của bức xạ ánh sáng truyền trong môi trường nhiễu loạn không khí coi là bao gồm các hiệu ứng tán xạ và khúc xạ khác nhau. Vì thế, ta có thể coi như cường độ bức xạ quang I là tích của hai thành phần Ix , Iy:
I = Ix.Iy .
Trong đó, Ix và Iy lần lượt là các thành phần của cường độ bức xạ chịu ảnh hưởng bởi các hiệu ứng tán xạ và hiệu ứng khúc xạ. Cả hai thành phần này đều tuân theo phân bố Gamma. Vì thế mà hàm mật độ xác suất của các thành phần Ix, Iy như sau:
p(Ix ) = p(Iy ) = Bằng cách cố định Ix và thay biến: Iy = cường độ bức xạ I là: p(I / Ix) = b (b I (/GbI)x) I/Ix , hàm mật độ xác suất điều kiện của b -1 exp( - bI / Ix) ; I >0
Để thu được hàm mật độ xác suất không điều kiện p(I), ta lấy trung bình hàm xác suất điều kiện p(I/Ix) theo hàm phân bố xác suất của Ix cho bởi phương trình:
Cuối cùng ta thu được:
Trong đó, α và β lần lượt là thông số hiệu ứng tán xạ và thông số hiệu ứng khúc xạ. Kn (.) là hàm hàm Bessel điều chỉnh lo ại hai bậc n (n là số nguyên). Γ(.) là hàm Gamma. Nếu bức xạ quang thu được ở máy thu là sóng phẳng thì hai thông số
α và β có liên hệ với điều kiện nhiễu loạn như sau:
a =[exp(w ) - 1]- 1
b =[exp(w ) - 1]- 1
Trong khi đó, hệ số nhấp nháy được tính bởi:
Scin = s