高能激光束具有方向性好、能量高、作用距离远等优点使其在光通信、激光武器等领域扮演着重要的角色。当一束高能激光大气传输时会遭遇非线性热晕效应,热晕效应会使传输的高能激光束波前发散、扭曲,光束质量变差,从而大大限制光束能量的传输效率。实际上,高能激光器出射的激光束往往伴随着像散椭圆分布,而关于椭圆激光束的大气热晕效应传输特性研究还未见报告。另一方面,涡旋光束因携带轨道角动量（OAM）和拓扑荷等特殊性质,使其在激光通信、微粒操控、信息传输等领域有着广泛的应用前景,是当前研究的热点之一。但是,目前关于大气热晕效应对涡旋光束的传输特性影响的研究报道较少。因此,本论文研究了大气热晕效应对椭圆高斯光束以及涡旋光束传输特性的影响,具体研究工作包括:1、讨论了热晕效应对椭圆高斯光束大气传输特性的影响。解析推出了椭圆高斯光束大气准直传输稳态热晕下靶面光强和热畸变参数的解析表达式,研究表明:相同功率和光斑面积情况下,光束迎风面越大,即沿风向束宽越小,光束受热晕效应影响越弱。另外,自行编制了聚焦椭圆高斯光束通过大气传输的四维数值模拟程序,研究发现:对于聚焦传输的椭圆高斯光束,当风速较小,热晕效应较强时,光束初始场处迎风面越大,靶面光斑分布越对称,能量集中度越高,光束质量越好。2、讨论了热晕效应对涡旋光束大气传输特性的影响。以拉盖尔高斯（LG）涡旋光束为例。自行编制了LG涡旋光束大气传输的四维数值模拟程序,研究表明:在相同功率下,LG涡旋光束比基模高斯（GS）光束受热晕效应更弱,在靶面可获得比GS光束更小的重心偏移和束宽,即更好的光束质量。由于大气介质的各向异性,热晕效应会导致涡旋奇点分裂。并且,畸变的月牙光斑中心附近的倾斜旁瓣数正好等于初始拓扑荷数,这为探测源激光的拓扑荷提供了一种方法。另外,利用坡印廷矢量和OAM密度分布分析了涡旋光束大气热晕效应下传输特性的物理机制。研究表明:热晕效应会导致涡旋光束的OAM减小。风速越小,传输距离越大,热晕效应越强,光束涡旋结构被破坏越严重,OAM越小。另外,由于热晕效应,增大功率不一定会使OAM增加,存在一个最佳功率使得OAM最大。