激光通信技术具有通信容量大、保密安全性佳、设备经济便携等优势,在海洋通信领域有潜在的应用价值。由于水下存在温度、盐度分层以及受到海洋表面风力等因素影响形成的流速场,使得实际海洋湍流场情况复杂且强度各向异性。激光通信会受到水下湍流的影响产生光束扩展、光束漂移和光强闪烁等阻碍光传输的过程。Airy光束作为一种近似无衍射的特殊光束,具有传统Gaussian光束不具备的自愈合、自弯曲等优良特性,使其在对抗湍流效应中的运用受到学者的关注。论文在采用更贴合海洋湍流真实情况且便于计算的海洋湍流折射率功率谱的基础上,研究Airy光束在弱湍流条件下中长距离传输的扩展、漂移和光强闪烁特性,并与Gaussian光束在相同湍流场的传输特性比较。论文利用交叉谱密度的方法得到Airy光束扩展特性的物理表达式,数值模拟获得光束扩展特性在不同光束参量及湍流场强度参量下随传输距离的变化。仿真和实验基于功率谱反演生成湍流相位屏,并使用相位屏光传输法进行验证光束扩展特性与湍流强度和光束参量的关系。比较相同传输条件下Airy光束和Gaussian光束的光束扩展特性,进而验证光束扩展理论和数值模拟的可靠性。从光束漂移的瞬时质心的位移均方定义式出发,经过几何光学近似代入新的湍流折射率功率谱模型,获得通过海洋湍流的扰动后Airy光束漂移的物理表达式,数值计算不同截断因子、主瓣尺寸以及湍流强度参量下光束漂移随传输距离的变化。仿真和实验讨论不同光束参量和湍流强度参量分别对Airy光束和Gaussian光束的光束漂移特性的影响,验证光束漂移理论和数值模拟的可靠性。根据弱湍流条件下一阶Rytov近似,得到表征光强闪烁强度的系数表达式,进行了不同截断因子、主瓣尺寸以及湍流强度参量下光强闪烁系数数值模拟。在不同物理条件下从仿真和实验得到的经过随机相位屏扰动后接收平面光强分布中,使用自编程序处理并提取出不同物理参量下的光强闪烁系数验证理论和数值模拟的结果,并比较Airy光束与Gaussian光束在相同条件下的光强闪烁。论文比较了传输仿真和实验所得Airy光束和Gaussian光束的扩展、漂移和光强闪烁,发现Airy光束比Gaussian光束在抵抗湍流效应方面具有优势,这为Airy光束替代传统光束应用于海洋光通信领域提供了理论支撑。