激光在大气中传输时由于受大气湍流的影响,从而引起激光束的空间扩展、角扩展、光束漂移等一系列传输效应,进而严重制约了激光在激光雷达、激光遥感、激光通信和激光测距等方面的应用。近年来,各国科研人员对部分相干光在湍流大气中的传输进行了深入的研究。反常空心高斯光束是近年来发现的一种新型光束,其中心光强不为零。这种光束为研究横向不稳定性,尤其是尾流场和晶格非线性的相互作用提供了一种独特的模型。另外,反常空心高斯光束还可以作为在储存环中研究线性和非线性粒子动力学的有力工具。因此,对部分相干反常空心高斯光束在湍流大气中传输特性的研究具有非常重要的科学意义。本文将从以下几个方面展开研究:1.根据广义扩展惠更斯-菲涅尔原理以及维格纳分布函数的二阶矩定义,基于湍流大气的Tatarskii谱,得到了部分相干反常椭圆空心光束(PCAEHGB)在湍流大气中的均方根角扩展和M~2因子的解析表达式。数值分析了湍流内尺度、天顶角、束腰宽度、相干长度以及波长对均方根角扩展和M~2因子的影响。对比分析了PCAEHGB在湍流大气中斜程传输和水平传输时的不同特性。结果表明,PCAEHGB在湍流大气中沿斜程传输时,随着垂直高度的增加,湍流对均方根角扩展和M~2因子的影响逐渐减弱。2.根据维格纳分布函数的二阶矩理论和湍流大气非Kolmogorov谱,得到了PCAEHGB和部分相干空心光束(PCHGB)在非Kolmogorov湍流中的光束漂移的一般表达式。结果表明光束漂移取决于初始二阶矩和湍流参数,包括广义指数参数、折射率结构参数、湍流内尺度、湍流外尺度。数值分析了光束参数和湍流参数对光束漂移的均方根值和相对光束漂移的影响。并且将PCAEHGB与高斯谢尔模型光束(GSMB)进行对比。结果表明,在相同参数条件下,PCAEHGB受湍流的影响比GSMB更小。3.根据维格纳分布函数的强度矩理论,得到了PCAEHGB在湍流大气中的K参数以及关联因子(C~4因子)的一般表达式,结果表明K参数和关联因子取决于初始二阶矩、初始四阶矩和湍流参数。数值分析了折射率结构参数、湍流内尺度、束腰宽度和相干长度对K参数、相对K参数和C~4因子的影响。结果表明,当传输距离足够远时,PCAEHGB在湍流大气中的K参数趋于2。