随着网络覆盖全球化的推进,水下平台与空中平台的跨介质激光通信成为近几年的热点研究领域之一。在该类通信中,信道由海水、海/气界面及大气组成,因其成分复杂,对光束传播的影响因素众多,到目前为止,尚无公认的跨介质信道模型。因此,保障跨介质激光通信的稳定性、可靠性仍然是一个极具挑战性的课题。现有的激光跨介质通信研究存在以下问题:（1）在垂直链路水下光通信中将海水设定为均匀介质;（2）在大气信道研究中,尚无符合海洋环境的湍流廓线模型;（3）缺乏符合海洋环境下的描述湍流起伏的相位屏分布方法。针对以上问题,本文开展了跨介质激光传输特性的研究,其结构如下:首先,分析了海水组成成分对光吸收和散射的影响,将海水视为非均匀介质,基于Argo浮标的垂直海水叶绿素a浓度实测数据,以及叶绿素a浓度与漫射衰减系数Kd（490）的关系,给出了海水衰减系数的垂直分布,用该分布对海水做分层处理,建立了更为准确的水下无线光通信信道模型;接着,使用P-M谱和ITTC建议的方向函数,利用双线性叠加法模型对三维随机海浪进行建模,还运用解析几何与向量代数对光斑经过海浪而造成的折射效应进行推导及衰减分析;最后,指出适合海洋环境下的湍流廓线模型,根据N-O-K湍流谱理论,对光束在湍流大气中传播的信道模型进行建模,并提出一种混合方法设置的相位屏分布,本文提出相位屏分布方法与等Rytov指数间隔相位屏法相比,更加适合海洋环境下的大气湍流起伏。本文在所完成的跨介质信道研究工作中对各信道介质进行了详细分析,基于Argo浮标的垂直海水叶绿素a浓度实测数据,给出了海水衰减系数的垂直分布,从而对非均匀分布海水采取的分层分析;还提出了适合海洋环境下的湍流廓线模型和最佳的相位屏分布方法,使得跨介质信道模型与实际情况更加吻合;所以,本文为搭建完整且贴合实际的通信系统仿真平台提供参考,用该仿真平台去替代通信环境复杂、条件恶劣等情况下的真实实验测量,从而节约大量的人力物力。