信号光束宽度直接影响着空间光通信系统误码性能,光束宽度的选择需要综合考虑多种因素。研究了激光在大气湍流中的光束漂移、光强闪烁和平均光强与光束宽度的关系,得到考虑漂移因素的光强闪烁和平均光强与光束宽度的关系。分析表明在弱湍流条件下,光强闪烁和平均光强与光束宽度和对准精度相关,讨论了在水平路径上未跟踪补偿和跟踪补偿的光束的光强闪烁和平均光强随光束宽度的变化趋势。利用数值方法得到光强闪烁最小、平均光强最大时的光束宽度取值区间,通过光强概率分布关系和实际应用要求实现了光束宽度的优化选取。结果表明,在相同系统信噪比情况下,跟踪光束与未跟踪光束相比,系统误码率低,光束宽度值相对较小,取值区间大。

研究了用四象限探测器检测光斑中心位置时，入射光斑的各种特性和外部环境对象限探测器输出产生的影响。通过理论推导得出了入射椭圆高斯光斑时光斑中心位置与探测器输出的关系公式及检测灵敏度公式；搭建实验系统完成了室内及野外测试实验。实验结果表明，室内环境下探测器具有较高的检测精度与细分能力；在极限灵敏度下通过数字滤波可以使器件具有36细分的能力；测量了象限探测器的电压特性，完成了背景光特性、光斑大小特性、信噪比特性测试实验。野外实验表明，光强闪烁对探测器影响很大，当大气折射率结构常数为10－16时，距离在830 m时器件仅具有7细分能力，距离在12.5 km时基本没有细分能力，已经无法进行光斑检测。

在城市环境下进行了3.5 km的激光大气传输实验.实验中对光强起伏和到达角起伏进行了同步测量,分析了接收光强起伏的统计特性以及传输路径上大气折射率结构常数的特性.基于实验结果,对自由空间光通信中不同闪烁指数下的衰落冗余以及不同探测阈值下的衰落概率进行了估算,从而为空间光通信系统的设计提供可靠的实验基础.

开展了传输距离500 m复杂地形下的激光大气闪烁与衰减的同步实验观测?讨论分析了闪烁强度、概率分布和频谱等特征量随透过率变化的趋势,发现大气闪烁和消光之间有一定的关系。

对复杂地形情况下实际湍流大气中的激光强度起伏进行了系统的实验观测，分析了光强起伏统计特征的周日及全年变化规律。结果发现:复杂地形情况下实际湍流大气中的激光光强起伏，不论是概率密度分布还是其功率谱等统计特征均与理论上的偏离很大。

对实际湍流大气中的激光强度起伏进行了系统的实验观测, 详细分析了光强起伏的强度、 概率密度分布与功率谱的统计特征及其周日、 全年变化规律。 同时分析了探测器件的饱和效应对实验结果的影响。