随着水下光通信、传感和激光雷达等领域的快速发展, 深入研究海洋湍流对光束传输特性的影响具有重要的意义。采用数值模拟方法研究了慧差光束通过海洋湍流的传输特性。研究结果表明海洋湍流会导致光束慧形分布消失; 慧差光束的质心位置与最大光强位置不重合; 相比于以最大光强位置为中心、以光束质心位置为中心时计算得到的束宽要小, 但其受海洋湍流影响更大; 以能量Strehl比作为评价参数时, 慧差越严重, 则光束能量集中度受海洋湍流影响越小; 以β参数作为评价参数时, 当慧差系数取某特定值时, 光束能量集中度受海洋湍流的影响最大, 在实际应用中应该避免这种情况。能量Strehl比与β参数的物理含义不同, 分别表示按照给定桶半径内所含能量定义的能量集中度(能量Strehl比)与给定桶中功率百分比定义的能量集中度(β参数), 两者受海洋湍流的影响是不同的, 这在实际应用中应当特别注意。

相干光探测中，信号光和参考光光斑匹配以及光束特性直接影响探测效率。应用Matlab软件对高斯光斑与平顶光斑的光强分布分别进行仿真，给出两种光斑的数学特征；以声光偏转效应的相干光探测为基础，建立高斯光斑与矩形光斑叠加模型，分析了光斑大小匹配、光轴平移对相干光探测效率的影响。研究结果表明，在保证两束光的准直性及总能量相等的情况下，矩形光斑的能量密度为高斯光斑中心位置的0.8倍时，可获得最佳重叠效率79.6%；非准直状态下信号光与本振光在光敏面的探测效率将会降低，但高斯与矩形混频时在偏离光轴±0.5 mm内变化较平缓。

为了对四边形激光陀螺进行更为深入的研究, 了解其光束特性, 运用传输矩阵, 得到了四边形激光陀螺的稳定条件, 并对四边形激光陀螺内部的高斯光束特性进行了数值计算,得到腔内实际上存在两条高斯光束, 它们在两个球面镜处结合在一起。结果表明, 球面镜的曲率半径越大, 高斯光束的光斑半径越大, 光束就越平直, 越便于信号的读出。

利用傅里叶光学方法，获得了相干合束远场光强的解析表达式，数值模拟和实验研究了一维锁相二极管激光阵列的相干合束远场特性。研究表明：随着参与合束的发光单元数目的增加，尖峰变锐；同相模的光能集中在更小的立体角内，使得相干合束的亮度增加；异相模的光束能量较为分散，其峰值光强有所降低。系统抖动引起远场峰值光强的降低，破坏了远场的对称性和光束质量。相干合束发光单元数目越多，系统抖动对远场的影响便可以忽略。