近几年来,矢量相干光学理论的研究成为了一个热点问题。同时,生物光学也越来越引起人们研究的兴趣。应用矢量相干光学理论来探究电磁光束在生物组织中的传输,正是将两个研究热点相结合。本文重点研究了随机电磁光束在湍流生物组织中传输时的光束特性,推导了若干有意义的传输方程式,并得到了光束的光谱密度、光谱相干度、光谱偏振度等传输特性的演化规律。全文共分五章,安排如下：第一章：介绍了光束传输相关的背景及进展,以及本论文中用到的基础理论和处理方法,同时简单介绍了相干与偏振的统一理论以及随机电磁光束的理论。第二章：利用解析方法推导了随机电磁光束通过湍流生物组织的传输衍射方程。利用数值计算研究了各向异性的随机电磁高斯-谢尔模型光束通过生物组织的传输特性。可以发现,通过生物组织的各向异性的随机电磁高斯谢尔-模型光束与各向同性的随机电磁高斯-谢尔模型光束相比,光束的统计特性不同。第三章：研究了随机电磁涡旋光束在湍流生物组织中的传输特性。利用数值积分,我们获得了随机电磁涡旋光束在湍流生物组织中传输的交叉谱密度矩阵公式,同时详细分析了光谱密度、光谱相干度以及光谱偏振度在传输过程中的变化问题并对比分析了各向同性的随机电磁涡旋光束与各向异性的随机电磁涡旋光束在传输过程中光束特性的异同。结果表明涡旋光束的传输特性主要取决于光束的相干长度与拓扑荷数。第四章：推导了超短脉冲贝塞尔-高斯光束通过生物组织中的传输衍射积分方程。应用数值计算,我们研究了超短脉冲贝塞尔-高斯光束通过生物组织的功率谱以及横向光谱的分布等特性。数值模拟的结果表明生物组织扰动对超短脉冲贝塞尔-高斯光束波形展宽的影响比较小,并且在无衍射长度外,衍射效应强,横向光强分布扩展显著。第五章：总结已完成的工作,指出还需要深入研究的工作。