激光在大气中传输时,会与大气相互作用进而产生一系列线性效应和非线性效应。其中,热晕效应是激光大气传输非线性效应中较为严重一种,造成了光束的畸变、扭曲、发散。受到热晕效应的影响,激光在大气中的有效传输受到了严重的限制,并且导致了激光传输的不稳定性,进而影响了光束质量。所以,对热晕效应进行研究以及找到减小热晕效应的方法,对于激光的有效应用具有重大意义。自适应光学被证实对热晕效应产生的相位畸变具有较好的补偿效果。论文对热晕效应进行了理论研究和数值仿真研究,对热晕效应相位补偿的自适应光学技术进行了理论和实验研究。本文验证了通过自适应光学系统对激光大气传输热晕效应进行相位补偿的可行性。本文的主要研究内容包括:第一,介绍了大气的组成气体,重点总结了激光大气传输非线性热晕效应,阐述了热晕效应的产生机理、影响热晕效应的因素和热晕效应的分类,对有风条件下和无风条件下的热晕效应进行了简要分析。并且总结了减小热晕效应的一些方法。对激光大气传输线性效应进行了简要概述。第二,将傍轴近似下的光束波动方程与流体力学方程相结合,在做了一些化简后,得到了能够描述热晕效应的方程组。之后对布拉德利-赫尔曼（Bradley-Hermann）热畸变参数N_D、准直光束热畸变参数N_C以及广义热畸变参数N都进行了相应介绍。第三,采用数值模拟的方法,以高斯光束、平顶光束、有中心遮拦的平顶光束为例,研究了激光在均匀大气传输过程中产生的稳态热晕效应。详细分析了发射功率、传输距离、光束直径、横向风速四种参数对热晕效应的影响,得到了以上三种光束的斯特列尔比和峰值偏移量随广义热畸变参数N的变化关系。数值仿真结果显示,在其他参数一致的情况下,发射功率越大、传输距离越长,热晕效应越强;而光束直径和横向风速的增加会减小热晕效应;仿真结果表明,不同激光强度分布对热晕效应的影响不同。同样广义热畸变参数N的条件下,高斯光束的热晕效应最严重,平顶光束次之,空心光束的热晕效应最小。同样通过数值模拟的方法对含时热晕进行了研究。数值模拟得到聚焦高斯光束远场光斑随时间变化的规律。通过分析远场光斑的峰值偏移量Δx/a、83.8%环围能量半径和峰值斯特列尔比SR来评价含时热晕对激光光束质量的影响。数值模拟结果表明,随着时间的演变,受到热晕效应影响的激光光束质量下降,具体表现为光束发生偏折,远场光斑不断发生扩展,峰值斯特列尔比下降,但是最终趋于稳定。第四,介绍了自适应光学系统在激光大气传输热晕效应相位补偿中的应用,通过数值仿真模拟了自适应光学系统补偿热晕效应相位畸变的校正效果,并且对稳态热晕效应的泽尼克模式波前校正做了数值仿真分析,仿真结果表明,当Bradley-Hermann热畸变数N_D为50左右时,自适应光学系统的闭环运行对热晕相位补偿有很好的效果。另外,当N_D小于250时,自适应光学系统可以改善远场光斑的光束质量。选择合适的泽尼克重构阶数对热晕效应的校正效率以及校正范围都有重要意义。第五,通过实验研究了热晕效应自适应光学系统的相位补偿问题。采用自适应光学系统对波长为1.064-μm的激光的热晕效应产生的畸变相位进行了补偿。实验中,用乙醇（CH₃CH₂OH）代替水平大气作为吸收介质,通过移动携带吸收介质的平台产生模拟横向风速。实验结果表明,热晕效应经过自适应光学系统闭环补偿,激光的远场光束质量得到了改善,与数值计算结果一致。本文针对激光大气传输热晕效应进行了深入的理论研究,并且应用自适应光学系统对其进行了相位补偿,对热晕效应校正的问题提出了一种具体方案和解决方法。本研究可为激光在大气介质中高效传输的工程应用提供参考价值。