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研究激光大气传播特性对自由空间光通信等激光工程应用具有重要的理论分析和性能预测价值，数值模拟计算是重要的研究手段之一。本文首先通过对关键计算参数的选取方法和相位屏分布的设置方案等等一些提高数值模拟精度的重要问题进行了研究，然后在此基础上对各种典型条件下激光大气传播的一般特性展了深入的数值模拟研究。取得的主要成果如下：
1.综合考虑计算精度和计算量，提出了数值模拟中网格间距、相位屏间距和网格数目的选取思路和可靠实用方案。针对非均匀湍流路径，提出了设置相位屏分布和相位屏间折射率结构常数选取的理想方案。并针对聚焦光束传播的数值模拟，提出了横向非自适应坐标变换法。
2.提出了高斯光束闪烁指数的统计方法，并通过模拟计算得到了高斯光束闪烁指数空间分布的一般特征。讨论了高频“泵浦”对光强起伏功率谱和光束扩展的影响方式；数值研究了漂移效应对聚焦光束闪烁指数的影响程度；统计分析并获得了湍流大气中聚焦光束的焦移特征。
3.对上行、下行和高空水平三种路径下的激光大气传播进行数值模拟，获得了光束的有效半径、光斑漂移和平均功率密度等等光束参量在不同条件下随激光波长、初始光束半径和传播距离的统计变化特征；据此综合对比分析了不同路径下的光传播效果和受湍流的影响程度；对激光波长和发射口径的优化选择问题进行了评估。
4.数值研究了部分相干GSM光束在真空中传播的扩展特性；初步得到了湍流大气中GSM光束的光束扩展、光斑漂移和光强闪烁等参量的一般统计特征，对比分析了部分相干光较完全相干光的优越性。