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激光在大气湍流中传输时受湍流的影响而引起光束传输特性的改变以及光束质量下降,这严重制约了激光通信、激光测距和激光武器等实际应用,因此研究激光在大气湍流中的传输特性具有重要意义。在实际应用中激光通常是沿斜程方向的非均匀大气湍流传输的,且实际高功率激光器输出激光通常具有高阶模式及部分相干等特性,因此研究部分相干高阶高斯光束在非均匀大气湍流中的传输特性具有实际意义。本论文基于广义扩展惠更斯-菲涅尔原理和维格纳分布函数(WDF)的二阶矩定义,具体研究了部分相干高阶高斯光束通过非均匀大气湍流传输光束的传输特性。主要内容如下:1.推导出了部分相干厄米高斯光束(PC-SHGB)和部分相干复宗量厄米高斯光束(PC-EHGB)在非均匀大气湍流中的曲率半径、均方根角扩展和M~2因子的解析表达式。数值分析了湍流参数(天顶角、内尺度)和光束参数(光束阶数、相干长度、波长及束腰宽度)等参量对光束在非均匀湍流大气中的传输特性的影响,并对PC-SHGB和PC-EHGB在非均匀大气湍流中的M~2因子、曲率半径和均方根角扩展进行了对比分析。结果表明,当光束在非均匀大气湍流传输时,PC-EHGB比PC-SHGB具有较小的M~2因子,即PC-EHGB受非均匀大气湍流影响较小。2.推导了部分相干复宗量拉盖尔高斯光束(PC-ELGB)和部分相干拉盖尔高斯光束(PC-SLGB)在非均匀湍流中的相对空间扩展均方根、相对M~2因子和相对角扩展均方根的解析表达式。数值分析了PC-ELGB和PC-SLGB在非均匀湍流中的传输变换特性受湍流参数、光束参数及传输距离的影响,并对二者进行了对比分析。结果表明在非均匀湍流中PC-ELGB比PC-SLGB的相对空间扩展和M~2因子较大,即PC-SLGB受非均匀湍流影响较小。3.推导出拉盖尔高斯相关谢尔模型(LGCSM)光束和厄米高斯相关谢尔模型(HGCSM)光束在非均匀大气湍流中的M~2因子、空间扩展和角扩展的解析表达式。研究了LGCSM和HGCSM光束在非均匀湍流中的相对M~2因子、空间扩展和角扩展受天顶角、湍流内尺度、相干长度、光束阶数和束腰宽度等参数的影响。结果显示非均匀大气湍流对LGCSM和HGCSM光束的影响比高斯光束和高斯谢尔模型光束小。且光束在非均匀大气湍流中的传输明显不同于水平均匀湍流。