利用光束的交叉谱密度函数得到了部分相干光的光强分布和相干长度的表达式, 并基于该表达式就光源不同相干参数、不同湍流强度对部分相干光在水平大气传输中的光强分布和相干长度的影响效应进行了数值模拟, 且与完全相干光进行了比较分析。研究结果表明: 在自由空间传输过程中光强分布主要受衍射引起的展宽影响, 光源相干参数越大光束的相干长度值越大。在湍流大气中, 光源相干参数越大光强分布和相干长度受湍流大气强度变化影响越小。随着湍流强度和传输距离的增加, 光束展宽效应增加, 同时由于湍流叠加效应导致光束的相干长度下降。

脉冲展宽问题对无线光通信系统的码间串扰影响很大。根据广义惠更斯-菲涅耳原理和修正冯·卡门谱模型，对部分相干高斯-谢尔模型脉冲(GSMP)光束在大气湍流中水平传输时的脉冲展宽问题进行了详细的数值分析。推导出了部分相干GSMP光束在大气湍流中频域和时域的平均光强表达式及脉冲展宽表达式。结果表明：部分相干GSMP光束的扩展受湍流的影响比完全相干GSMP光束受到的影响要小，束腰半径越小的光束受到湍流的影响越大。在频域中，相同的传输条件下，湍流越强且外尺度越大，GSMP光束的展宽效应越明显；在时域中，随着初始脉宽的增加，接收端的相对脉宽迅速减小，在40 fs之内，相对脉宽很明显，大于40 fs时，接收端的脉冲宽度与初始脉宽无明显差别。

通过实验观测了湍流大气中光束准直传输时光束横截面上不同面积内的光强起伏特征。采用相对光强起伏方差与孔径平滑因子描述不同面积内的光强起伏特征并比较了不同湍流条件和不同面积内相对光强起伏方差的概率分布密度。实验结果表明, 在该实验条件下明显出现孔径平滑效应时对应接收面积呈现湍流越强接收面积越小的规律; 不同接收面积内相对光强起伏方差概率分布密度可以用对数高斯分布近似, 不同接收面积和湍流强度下近似程度不同; 采用偏斜度和陡峭度来描述接收面积不同和湍流强度不同时概率分布密度与对数高斯分布的偏差并比较了拟合曲线特征的变化。同时初步比较了连续光与脉冲光相对光强起伏方差概率分布的异同。