大气相干长度是衡量积分路径大气光学湍流强度的重要参数。归纳了折返路径大气相干长度的测量理论，构建了一套基于3M反光膜的激光主动照明信标大气相干长度测量系统，利用3M反光膜的反射率高、面积大的特性降低了对探测激光功率的要求，实现了探测系统单端配置收发一体。通过切换主动照明信标和传统650 nm激光信标来测量大气相干长度，全天对比测量实验结果以及多日主动照明信标成像探测数据表明：主动照明3M反光膜信标的折返路径测量结果与传统方法测量结果的相对偏差小于2.5%；得益于系统收发一体，利用对聚焦光束主动照明信标成像探测的方法也可以较为准确地反演传输路径光学湍流强度。相关实验结果对于验证折返路径光传输模型、探索长程单端光学湍流遥测有一定参考意义。

基于光波在PT(Parity-Time)对称波导中传输的理论模型,采用数值模拟研究了高斯光波在高斯型PT对称克尔非线性平板波导中的传输控制特性。PT对称波导要求其折射率分布呈偶对称,而增益/损耗分布呈奇对称。研究结果表明:在高斯型PT对称波导中,基模高斯光波可以形成波浪形光束,并稳定地传输;随着折射率分布强度的增加,波浪形光束的振荡频率增加,振荡幅度减小。一阶高斯光波在PT对称波导中传输时,在折射率较大的条件下,两束光可以被束缚在波导中心稳定地传输,而二阶高斯光波则需要更大的折射率分布强度才能被束缚。该研究结果可为PT对称波导在全光开关控制上的应用奠定理论基础。

新型光束的构建及光束的传输性质是光学领域的重要基础。特别是具有无衍射、自加速或自修复等特殊性质的光束,它们在自由空间和光波导中的传输及应用更是人们关注的热点。虽然波动光学已经发展出相当完备且严格的理论体系,可分析波动方程的解及它们在空间中的演化,但是缺乏直观形象的表征。几何光学则以光线的方式提供一种直观易理解的方法,除了广泛应用于光学系统设计之外,同样可应用于光束设计和光束传输。随着现代几何光学的发展,光线的物理意义被进一步拓展,光线表征光波有了更为广泛的应用。运用光线可直观表征光束的无衍射、自修复和自加速等特性。从基本原理出发,对现代几何光学中光线意义的发展过程、应用及研究现状进行了总结,结合基模高斯光束、无衍射光束、Airy光束、具有螺旋相位面的光束及结构高斯光束这些经典的光束例子,展示了运用光线表征及设计光束的思路。最后讨论了几何光学现存的一些问题及今后可能的研究方向。

介绍了功率谱法、Zernike多项式法、分形法模拟生成非Kolmogorov湍流相位屏的过程, 并利用这三种方法对符合非Kolmogorov统计特征的大气湍流相位屏进行了模拟。将不同方法得到的相位屏的相位结构函数与理论结构函数进行对比, 分析了三种相位屏模拟方法的准确性和模拟速度。结果表明: 添加次谐波和增加Zernike多项式阶数分别可以弥补功率谱法和Zernike多项式法生成的相位屏低频和高频不足的缺点, 但导致模拟效率下降; 分形法生成的湍流相位屏高频和低频都较为充足, 且模拟效率较高; 随着非Kolmogorov湍流谱幂率的增加, 功率谱法所需要的次谐波级数增加, Zernike多项式法所需要的Zernike多项式的阶数减少, 分形法生成的相位屏的精度更高。

相比单束光，阵列光束由于各光束之间互不相干，可以减小大气湍流引起的接收光强起伏。特别在激光照明和通信等应用场合中，非相干合成光束可以明显提高照明均匀性和减小通信误码率。简要介绍了相干合成阵列光束在湍流大气中传输的光强闪烁研究进展。针对非相干合成阵列光束在减小光强闪烁的优势，回顾了非相干合成阵列光束在激光主动照明、星地激光大气通信方面的实验研究结果；详细总结了子光束为不同类型的非相干合成阵列光束的理论研究方法和结果，包括不同波长光、基模高斯光、部分相干高斯光和艾里光。实际中子光束一般为部分相干光，它们互相之间存在相干性。提出了下一步应深入开展研究的问题为阵列光束大气的光强闪烁。

简要回顾了部分相干光在湍流大气中传输的主要研究方法，包括广义惠更斯－菲涅尔原理、交叉谱密度函数、相干模态分解、光束有效参数和ABCD矩阵等理论解析法，以及随机相屏近似、相干模态重构和随机光脉冲等数值模拟方法；介绍了几种典型的部分相干光的定义及其真空传输衍射性质，从光束扩展、光强起伏和到达角起伏三方面介绍了部分相干光在湍流大气中传输特性的研究状况和主要研究成果；提出了应进一步深入研究的问题。

本文给出了受到多重散射的激光,在波传播方向上的物理参数的涨落是不均匀的、而垂直于传播方向上的物理参数的涨落又是均匀的随机媒质中传播时,当波受到前向小角度散射时,具有不同波数不同位置的场的矩方程的解析解.同时讨论了方程的解在激光传播研究中的一些应用.