激光束在大气中传输的理论研究对激光通信、雷达和激光武器等领域有重要意义。大气中的湍流对激光束的影响占突出地位。本文主要研究斜程和水平路径湍流大气对传输不同光源特性激光束的影响。根据广义惠更斯-菲涅耳原理和相位结构函数的平方近似,利用数值方法研究了相干和部分相干涡旋光束通过湍流大气传输后焦面光强分布特性;利用张量积分的方法给出了部分相干空心光束和平顶光束通过湍流大气传输后的光强和交叉谱密度的解析表达式;通过将圆形孔径函数展开为复高斯函数叠加的方法给出了受限贝塞尔-高斯光束通过湍流大气传输的轴上点光强分布的解析表达式;导出了湍流大气中传输J0相关部分相干束的交叉谱密度、光强分布和光束扩展的解析表达式。分析了大气折射率结构常数、天顶角、焦距、光束拓扑荷和湍流外尺度等因素对上述不同特性激光束接收面光强分布和空间相干性的影响。湍流越强,传输过程中空间相干度曲线的起伏现象消失的越快。通过将湍流总体像差分解为倾斜、散焦、像散、彗差等各阶湍流像差,研究了这些低阶湍流像差对自由空间光通信中单光子轨道角动量态探测概率的影响;得出湍流像差阶数越高,其对光子轨道角动量态的影响一般越小。在自适应光学的像差校正中,应首先校正湍流波面倾斜像差。