General Theory of Light Propagation and Imaging Through the Atmosphere

این کتاب یک نظریه کلی جدید از انتشار نور و تصویربرداری از جو متلاطم زمین را ارائه می‌کند. نظریه کنونی مبتنی بر فرض - که اکنون به طور گسترده مورد تردید است - تلاطم کولموگروف است. نظریه جدید بر اساس یک جو تعمیم یافته است که ویژگی های تلاطم آن را می توان، در صورت نیاز، از ویژگی های قابل اندازه گیری تصاویر نقطه-شی یا ستاره ای مشخص کرد.

پیش بینی های بدبینانه وضوح نظریه کولموگروف منجر به تجویز سهل انگاری تحمل نوری برای تلسکوپ های بزرگ نجومی زمینی شد که به طور گسترده در دهه های 1970 و 1980 مورد توجه قرار گرفت. با این حال، در حدود سال 1990، مشخص شد که وضوح بسیار بهتری در واقع امکان پذیر است و نسخه های تحمل کولموگروف به سرعت کنار گذاشته شد. بیشتر تلسکوپ‌های بزرگی که قبل از سال 1990 ساخته شده‌اند، اپتیک‌های خود را ارتقا داده‌اند (مثلاً ابزار UKIRT) و اکنون بدون اپتیک تطبیقی ​​(AO)، وضوح تقریباً یک مرتبه بهتر از قبل به دست می‌آورند.

و همچنین ارائه می‌دهند. با درک جامع تر و دقیق تر تصویربرداری از جو با تلسکوپ های بزرگ (هم با و هم بدون AO)، نظریه عمومی جدید در زمینه ارتباطات لیزری و انتشار پرتو لیزر پرانرژی نیز کاربرد دارد.

This book lays out a new, general theory of light propagation and imaging through Earth’s turbulent atmosphere. Current theory is based on the – now widely doubted – assumption of Kolmogorov turbulence. The new theory is based on a generalized atmosphere, the turbulence characteristics of which can be established, as needed, from readily measurable properties of point-object, or star, images.

The pessimistic resolution predictions of Kolmogorov theory led to lax optical tolerance prescriptions for large ground-based astronomical telescopes which were widely adhered to in the 1970s and 1980s. Around 1990, however, it became clear that much better resolution was actually possible, and Kolmogorov tolerance prescriptions were promptly abandoned. Most large telescopes built before 1990 have had their optics upgraded (e.g., the UKIRT instrument) and now achieve, without adaptive optics (AO), almost an order of magnitude better resolution than before.

As well as providing a more comprehensive and precise understanding of imaging through the atmosphere with large telescopes (both with and without AO), the new general theory also finds applications in the areas of laser communications and high-energy laser beam propagation.